Материал: ДИНАМИКА

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

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

Кинетическая энергия системы

 

1

N

1

N

T =

mkvk2 =

mk rk2

 

 

 

2 k =1

2 k =1

rk = rk (q)

r =

dr

=

dr

q

 

 

 

k

dt

 

dq

 

 

 

365