Устойчивость – свойство, когда все величины, определяющие её состояние, при малых возмущениях остаются вблизи тех их значений, которые характеризуют невозмущенное состояние системы.
361
Теорема Лагранжа – Дирихле.
Если в некотором положении консервативной механической системы потенциальная энергия имеет строгий минимум, то это положение является положением устойчивого равновесия системы.
Достаточные условия устойчивого равновесия консервативной механической системы с одной степенью свободы (при q = 0):
= 0
,
2
0
(1)
2
q
q
0
0
362
Пример 3.20.
Астатический обращенный маятник. m – масса маятника
l – длина маятника
ОА= h
с – жесткость пружин
q ≡ φ – обобщенная координата
( ) = 1 + 2.
1 = – mg y= – mgl (1 – cos ).
= 2
c( xA )2
= с(h )2 .
2
2
363
Тогда
( ) = 12 (2ch −mgl) 2
Положение равновесия определяется из условия
= (2ch −mgl) = 0
= 0
Условие устойчивости:
2
= 2ch −mgl 0
c
mgl
2
2h
364
3.59.Кинетическая и потенциальная энергия системы с одной степенью свободы
при малых отклонениях от положения устойчивого равновесия