Теоретическая механика. - 146 стр.

UptoLike

Рубрика: 

146
2.25 Дифференциальные уравнения движения механической системы
в обобщенных координатах или уравнения Лагранжа второго рода
Уравнения Лагранжа второго родаэто уравнения движения
системы в обобщенных координатах.
Уравнений составляется столько, сколько обобщенных координат
определено для описания движения системы: для системы с одной
степенью свободы составляется одно уравнение, для системы с двумя
степенями свободы
два и т.д.
i
ii
Q
qqdt
d
=
Τ
Τ
&
.
где
s
i ,...,3,2,1=
;
=Τ
2
2
k
k
vm
кинетическая энергия системы, sчисло
степеней свободы.
Для консервативной системы, в которой действуют только
потенциальные силы, обобщенные силы можно найти как производные от
потенциальной энергии системы по обобщенным координатам
s
s
q
Q
q
Q
q
Q
Π
=
Π
=
Π
= ;...;;
2
2
1
1
.
Уравнения Лагранжа будут иметь вид
jjj
qqqdt
d
Π
=
Τ
Τ
&
,
или
0=
jj
q
L
q
L
dt
d
&
,
где
ΠΤ=
L
функция Лагранжа.
        2.25 Дифференциальные уравнения движения механической системы
в обобщенных координатах или уравнения Лагранжа второго рода
        Уравнения Лагранжа второго рода – это уравнения движения
системы в обобщенных координатах.
        Уравнений составляется столько, сколько обобщенных координат
определено для описания движения системы: для системы с одной
степенью свободы составляется одно уравнение, для системы с двумя
степенями свободы – два и т.д.

        d ⎛ ∂Τ ⎞ ∂Τ
            ⎜        ⎟−    = Qi .
        dt ⎜⎝ ∂q& i ⎟⎠ ∂qi

                                  mk vk2
где i = 1,2,3,..., s ; Τ = ∑               – кинетическая энергия системы, s – число
                                    2
степеней свободы.
       Для          консервативной         системы,   в   которой   действуют   только
потенциальные силы, обобщенные силы можно найти как производные от
потенциальной энергии системы по обобщенным координатам
                    ∂Π           ∂Π               ∂Π
        Q1 = −          ; Q2 = −     ;...; Qs = −     .
                    ∂q1          ∂q2              ∂qs

       Уравнения Лагранжа будут иметь вид

        d ⎛⎜ ∂Τ       ⎞ ∂Τ
                      ⎟−        ∂Π
                             =−      ,
        dt ⎜⎝ ∂q& j   ⎟ ∂q j
                      ⎠         ∂q j


      d ⎛⎜ ∂L       ⎞ ∂L
                    ⎟−
или                        = 0,
      dt ⎜⎝ ∂q& j   ⎟ ∂q j
                    ⎠
где L = Τ − Π – функция Лагранжа.




                                               146