Материал: ДИНАМИКА

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Следовательно:

N

= 0

 

(Fk +Фk ) rk

(3)

 

 

k =1

Сила инерции:

Фk = −mk ak = −mk d 2rk

dt2

Общее уравнение динамики:

N

 

d 2rk

 

 

 

 

Fk

mk

 

 

rk

= 0

(4)

2

k =1

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

341

При любом движении механической системы с идеальными и удерживающими связями в каждый данный момент сумма возможных работ всех активных сил и сил инерции на любом возможном перемещении системы равна нулю.

В аналитической форме:

N

 

d

2

xk

 

 

 

 

d

2

yk

 

 

 

 

d

2

zk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fkx

mk

 

 

 

 

 

xk

+ Fky

mk

 

 

 

 

 

yk

+ Fkz

mk

 

 

 

 

 

zk

= 0

(5)

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

k=1

 

 

dt

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Силы трения можно включать в число активных сил.

342

3.57. Уравнения Лагранжа второго рода

Система с голономными, удерживающими и идеальными связями:

N

 

 

d 2rk

 

 

 

(1)

Fk

mk

 

 

 

rk

= 0

 

dt

2

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

Система имеет n степеней свободы (q1, q2, …, qn):

rk = rk (q1 , q2 , ..., qn , t )

(2)

343

 

n

r

 

 

rk

=

k

 

qi

q

 

 

i=1

 

 

 

i

 

 

Подставляем (3) в (1) и меняем местами порядок суммирования

n

N

rk

N

d 2rk rk

 

 

Fk

 

mk

 

 

 

 

 

qi = 0

qi

dt

2

 

 

i=1

k =1

k =1

 

 

qi

 

N

 

 

rk = Qi

 

2

rk

 

drk

 

Fk

 

 

 

d

=

 

 

 

 

 

2

 

k =1

 

 

qi

 

 

 

dt

 

 

 

dt

n

 

 

N

dr

 

 

r

 

 

 

Qi mk

k

 

 

 

k

qi

= 0

dt qi

i=1

 

 

k =1

 

 

 

(3)

(4)

(5)

344

n

 

N

dr

 

r

 

Qi

mk

k

 

k

qi

= 0

 

 

i=1

 

k =1

dt qi

 

Применим тождества:

 

 

 

drk

 

rk

 

d

 

 

 

=

rk

 

 

 

 

 

dt qi

dt

r qk

i

d rk rk dt qi

drk

=

rk

(а)

d

rk

 

=

drk

qi

qi

 

 

 

 

 

 

dt

qi

 

qi

 

 

 

(5)

(6)

(б)

345