Введение в аналитическую динамику. Кирсанов А.А. - 92 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

92
Ãëàâà òðåòüÿ
αβ=
α
&
&
22
cos
mr
L
,
0=
α
L
,
β=
β
&
&
2
mr
L
,
22
cossin
αββ=
β
&
mr
L
.
Ñîñòàâèì óðàâíåíèÿ (3.4.5), à èìåííî
0=
ii
q
L
q
L
dt
d
&
,
.3,2,1=i
(3.4.5)
()
2
2
222
cos
r
rr
µ
=αβ+β
&
&
&&
, (3.7.39)
1
22
cos
cmr =αβ
&
,
constc =
1
, (3.7.40)
()
02sin
2
1
222
=αβ+β
&
&
rr
dt
d
. (3.7.41)
Äâèæåíèå ìàòåðèàëüíîé òî÷êè Ì ïðîèñõîäèò ïîä äåéñòâèåì öåí-
òðàëüíîé ñèëû, ñëåäîâàòåëüíî (ñì. §2.3.), ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ
ìàòåðèàëüíîé òî÷êè ÿâëÿåòñÿ ïîñòîÿííîé âåëè÷èíîé. Ñîñòàâèì âûðà-
æåíèå äëÿ ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ íà îñè
zyx ,,
:
()
()
()
()
()
αβ==
ββαα+αβ==
ββαααβ==
.cos
,cossinsincos
,cossincossin
22
2
2
&
&&
&
&
&
&
&
&
&
&
mrxyyxmM
mrzxxzmM
mryzzymM
z
y
x
(3.7.42)
Îòñþäà âèäíî, ÷òî óðàâíåíèå (3.7.40) âûðàæàåò ïîñòîÿíñòâî ìî-
ìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè îòíîñèòåëüíî îñè OZ.
Ìîäóëü ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè áóäåò
ðàâåí
2
2222222
cos
cmrMMMM
zyx
=αβ+β=++=
&
&
, (3.7.43)
ãäå
constc =
2
.
Èçâåñòíî, ÷òî äâèæåíèå ïîä äåéñòâèåì öåíòðàëüíîé ñèëû ïðîèñ-
õîäèò â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ê âåêòîðó ìîìåíòà êîëè÷åñòâà
92                                                       Ãëàâà     òðåòüÿ

     ∂L                    ∂L
         = mr 2 cos2 βα& ,    =0,
     ∂α&                   ∂α
     ∂L            ∂L
      & = mr 2β& ,    = −mr 2 sin β cos βα& 2 .
     ∂β            ∂β
     Ñîñòàâèì óðàâíåíèÿ (3.4.5), à èìåííî

      d  ∂L  ∂L
                 −    = 0 , i = 1,2,3.                          (3.4.5)
      dt  ∂q&i  ∂qi

           (                )     µ     2
     &r& − r β& 2 + cos2 βα& 2 = − 2 ,                            (3.7.39)
                                  r
     mr 2 cos 2 βα& = c1 , c1 = const ,                           (3.7.40)


      dt
         ( )
      d 2& 1 2
         r β + r sin 2βα& 2 = 0 .
              2
                                                                  (3.7.41)

     Äâèæåíèå ìàòåðèàëüíîé òî÷êè Ì ïðîèñõîäèò ïîä äåéñòâèåì öåí-
òðàëüíîé ñèëû, ñëåäîâàòåëüíî (ñì. §2.3.), ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ
ìàòåðèàëüíîé òî÷êè ÿâëÿåòñÿ ïîñòîÿííîé âåëè÷èíîé. Ñîñòàâèì âûðà-
æåíèå äëÿ ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ íà îñè x, y , z :

                                (                         )
M x = m( yz& − zy& ) = mr 2 β& sin α − α& cos α sin β cos β , 
                                                              
                                    (                         )
M y = m(zx& − xz& ) = − mr 2 β& cos α + α& sin α sin β cos β ,   (3.7.42)
                                                              
M z = m(xy& − yx& ) = mr 2 cos 2 β α& .                       
     Îòñþäà âèäíî, ÷òî óðàâíåíèå (3.7.40) âûðàæàåò ïîñòîÿíñòâî ìî-
ìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè îòíîñèòåëüíî îñè OZ.
     Ìîäóëü ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè áóäåò
ðàâåí

     M = M x2 + M y2 + M z2 = mr 2 β& 2 + cos2 βα& 2 = c2 ,       (3.7.43)

ãäå c2 = const .
     Èçâåñòíî, ÷òî äâèæåíèå ïîä äåéñòâèåì öåíòðàëüíîé ñèëû ïðîèñ-
õîäèò â ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé ê âåêòîðó ìîìåíòà êîëè÷åñòâà