Введение в аналитическую динамику. Кирсанов А.А. - 189 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

189
Òåîðåìà Ãàìèëüòîíà-ßêîáè
Ïîñêîëüêó ôóíêöèÿ Ãàìèëüòîíà íå çàâèñèò îò âðåìåíè t è êîîð-
äèíàòà x ÿâëÿåòñÿ öèêëè÷åñêîé, ìû ìîæåì â ñîîòâåòñòâèè ñ (8.2.24) è
(8.2.29) íàïèñàòü
()
yxhtS
ϕ+α+=
. (8.3.3)
Ïîäñòàâèâ (8.3.3) â óðàâíåíèå (8.3.2), ïîëó÷èì
22
22
α=ϕ
gyh . (8.3.4)
Çäåñü ìû ó÷ëè, ÷òî
h
t
S
=
, α=
x
S
, ϕ
=
y
S
.
Ïðè ìàêñèìàëüíîé âûñîòå ïîäú¸ìà ìàòåðèàëüíîé òî÷êè
022
2
=α gyh ,
îòêóäà ìîæíî îïðåäåëèòü âåëè÷èíó
max
yk = , õàðàêòåðèçóþùóþ ìàê-
ñèìàëüíóþ âûñîòó ïîäú¸ìà
g
h
k
2
2
2
α
= . (8.3.5)
Òåïåðü óðàâíåíèå (8.3.4) çàïèøåòñÿ â âèäå
()
ykg
=ϕ
2
2
. (8.3.6)
Èíòåãðèðóÿ (8.3.6) îò y äî
max
yk = , ïîëó÷èì
() ( )
∫∫
==ϕ
k
y
yk
duugdzzkgy
0
22
. (8.3.7)
Ìû ïîëó÷èëè ïîëíûé èíòåãðàë, ñîäåðæàùèé äâà ïàðàìåòðà
α
è
k
.
Ñîñòàâèì âûðàæåíèå äëÿ ãëàâíîé ôóíêöèè (8.3.3)
+α+
+α=
yk
duugxtgkS
0
2
2
2
1
. (8.3.8)
Äâèæåíèå â ïëîñêîñòè yx, áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü óðàâíåíèÿì
Òåîðåìà Ãàìèëüòîíà-ßêîáè                                             189
      Ïîñêîëüêó ôóíêöèÿ Ãàìèëüòîíà íå çàâèñèò îò âðåìåíè t è êîîð-
äèíàòà x ÿâëÿåòñÿ öèêëè÷åñêîé, ìû ìîæåì â ñîîòâåòñòâèè ñ (8.2.24) è
(8.2.29) íàïèñàòü
     S = − ht + αx + ϕ( y ) .                                    (8.3.3)
     Ïîäñòàâèâ (8.3.3) â óðàâíåíèå (8.3.2), ïîëó÷èì
     ϕ′2 = 2h − 2 gy − α2 .                                      (8.3.4)
     Çäåñü ìû ó÷ëè, ÷òî
     ∂S        ∂S      ∂S
        = −h ,    = α,    = ϕ′ .
     ∂t        ∂x      ∂y
     Ïðè ìàêñèìàëüíîé âûñîòå ïîäú¸ìà ìàòåðèàëüíîé òî÷êè
     2h − 2 gy − α2 = 0 ,
îòêóäà ìîæíî îïðåäåëèòü âåëè÷èíó         k = y max , õàðàêòåðèçóþùóþ ìàê-
ñèìàëüíóþ âûñîòó ïîäú¸ìà

          2h − α 2
     k=            .                                             (8.3.5)
            2g
     Òåïåðü óðàâíåíèå (8.3.4) çàïèøåòñÿ â âèäå
     ϕ′2 = 2 g (k − y ).                                         (8.3.6)

     Èíòåãðèðóÿ (8.3.6) îò      y äî k = y max , ïîëó÷èì
             k                          k−y

     ϕ( y ) = ∫ 2 g (k − z )dz = 2 g     ∫       u du .          (8.3.7)
             y                           0

Ìû ïîëó÷èëè ïîëíûé èíòåãðàë, ñîäåðæàùèé äâà ïàðàìåòðà α è k .
    Ñîñòàâèì âûðàæåíèå äëÿ ãëàâíîé ôóíêöèè (8.3.3)
                                          k−y
          1        
     S = − α2 + gk t + αx + 2 g
          2        
                                             ∫
                                             0
                                                  u du .         (8.3.8)

     Äâèæåíèå â ïëîñêîñòè        x, y áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü óðàâíåíèÿì