Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MexLekcii2010prn

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
1.71 Mб
Скачать

16

dR=v'dt, dϕ.

, , ,

, , dϕ:

 

,

 

 

dv

= v dϕ,

 

 

′′

 

 

 

 

 

dR: v = ω(R + dR) , dv = ωdR = ωv dt .

v

 

 

,

 

dv = v dϕ + ωv dt .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v0 dϕ dt,

, , : v|| = v0 dϕ = ωRdϕ . :

a|| = dv|| = ωR dϕ = ω2R = an a – ,

dt dt

, ,

v′ ;

a = dv = dϕ v′ + ωv′ = 2ωv′ – ,

dt dt

, , , ,

v′, “ ” :

× ) .

(5)

F = −ma = 2m(v

( “

”: v' ω

).

 

) (R v' ω).

 

 

 

',

 

 

ω,

 

 

R v'.

 

,

 

v')

( . 5,

ω

 

).

 

. 5

 

 

 

 

v

2

 

'

 

 

=

 

.

 

 

 

 

a

 

 

R

) :

v = ωR ± v',

 

v

2

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

a =

 

 

R ± v )

 

2

 

v

2

(6)

 

 

=

 

 

= ω

+

 

= ω

R

R

 

R ± 2ωv

R

R ± 2ωv

+ a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2),

– ' = 0 = ω2R ± 2ωv'.

( 3) :

 

 

 

 

 

 

131

 

 

16

2

¢

(7)

F = -ma0 = -(mw

R ± 2mwv ) .

– ,

, :

 

¢

¢

× ].

(5 )

 

F = -2m[ ×v ] = 2m[v

: ) ,

v'

wR = v ;

 

) , v' v .

 

§4. ,

 

 

,

,

. ,

, ,

. 5, – . 2.

1. . v .

F = 2m[v¢× ] = 2mvw = 4pmv . j

T

900, 900j ( . . 2).

F =| 2m[v × ] |= 2mvwsin(90 - j) ( ).

, ,

. F =0.

2..

: ,

.

, .

( )

, (

) – . ( ),

(“ ” “ ” ).

3.. . 5. (

– , F )

( ),

, ,

). ( ),

.

(6) (7), F , j

,

F .= w2r = w2R ×cosj.

132

16

.

(

, F ).

( 10 ) “ ” .

,

. ,

,

,

,

,

. ,

, .

. 6.

,

,

( ).

j

×sinj, , ,

 

. 6

 

F = 2mvsinj.

 

 

, ( ).

. .

!!! !

133

17

17.

. (

). .

. . . .

. .

§1.

, ,

.

), .

,

, , ,

( k

), :

 

F = –kx.

(1)

 

,

,

.

 

, , ( . 1). – ,

.

( 2- ma = F = k ):

ma + kx=0

m

d2x

+ kx = 0

,

(2)

dt

2

 

 

 

 

 

– , k – , –

, –

. 1 .

(2) ,

:

x = A×sin(wt+j0) x = A×cos(wt+j0),

(2 )

t,

– ( ), j=wt+j0 – ,

j0 – , w – (w=2p/ , w=2pn,–

, 2p ; n=n/t=1/T – ( -1

– “ ”), , – ,

).

: ,

.

( ) ,

(

).

134

17

, .

w0 , (2 )

(2), :

 

dx

= Aw cos(w t + j ) ;

 

d2x

= -Aw2 sin(w t + j )

(2)

 

 

dt

0

 

 

0

 

0

 

 

dt2

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- mw2 + k = 0 ,

 

- mAw2 sin(w t + j ) +kA×sin(w0t+j0) = 0

Þ

:

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

=

k

 

n

0

=

 

 

k

 

 

;

 

T = 2p

 

m

 

.

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

m

 

 

 

 

 

 

2p

m

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

,

 

w0,

:

 

 

 

 

 

 

 

d2x

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

x = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

+ w x = 0

.

 

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt2

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

,

l . .

, (4).

F ( . 2),

:

F . . 2 ,

F = -mg sin j = -mg

x

= -

mg

x .

(5)

l

 

 

 

l

 

, (5) (1) –

(5) ( ) (1)

k=mg/l. 2- :

ma = -

mg

x

 

d2x

+

g

x = 0 .

(6)

l

dt2

l

. 2

 

 

 

 

 

, (2).

, (2) ,

(6) – . , F

S

, ,

a =

d2S

,

a =

d2x

,

dt

2

dt

2

 

 

 

 

 

. j,

S .

( .

(4), )

w

=

g

,

T = 2p

l

.

(7)

0

 

l

 

g

 

 

 

 

 

135

17

§2.

, , ,

, ,

( , )

.

.

,

– , :

= cos(wt+j1), y = Bcos(wt+j2).

(8)

, ,

, ( ,Y). ?

y=f(x) ? , (8)

t. .

 

 

 

x

 

=cos(wt+j1) = coswt×cosj1 - sinwt×sinj1

|×cosj2

( ×sinj2 )

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

y

= cos(wt+j2) = coswt×cosj2 - sinwt×sinj2

|×cosj1

( ×sinj1 )

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

×cosj2 = coswt×cosj1×cosj2 - sinwt×sinj1×cosj2

(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

×cosj1 = coswt×cosj2×cosj1 - sinwt×sinj2×cosj1

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

( ) ( ),

 

x

×cosj2 -

y

×cosj1 = sinwt×(sinj2×cosj1 - sinj1×cosj2) = sinwt×sin(j2-j1). (9)

 

 

 

 

A

B

 

 

sinj2 sinj1,

( ¢) ( ¢) – :

x

×sinj2 = coswt×cosj1×sinj2 - sinwt×sinj1×sinj2

(a¢)

 

 

A

 

y

×sinj1 = coswt×cosj2×sinj1 - sinwt×sinj2×sinj1

( ¢)

 

B

 

 

x

×sinj2 -

y

×sinj1 = coswt×(cosj1×sinj2 - cosj2×sinj1) = coswt×sin(j2-j1). (10)

 

 

 

 

A

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9) (10) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

cos2 j

2

+

 

y2

cos2 j - 2

xy

cos j cos j

2

= sin2 wt ×sin 2 (j

2

- j ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

 

 

 

 

 

 

B2

1

 

AB

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

sin 2 j

2

+

y2

 

sin 2 j - 2

xy

sin j sin j

2

= cos2 wt ×sin 2 (j

2

- j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

 

 

 

 

B2

1

AB

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

136

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

, , cos2j+sin2j=1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

+

y2

- 2

xy

cos(j

2

- j ) = sin 2

(j

2

- j )

.

(11)

 

 

 

 

 

 

 

A2

 

B2

 

AB

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

.

1). j2j1 = 0 – ( ) , sin0=0, cos0=1 :

x2

 

y2

 

xy

 

 

æ x

 

y ö

2

y =

B

x

 

 

+

 

- 2

 

= 0

 

ç

 

-

 

÷

= 0

 

.

A2

 

B2

 

AB

 

 

è

A

 

B ø

 

 

A

 

 

tga= / ( . 3).

. 3

w.

,

S =

 

 

x2 + y2 . j2j1=0, j2=j1=j,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

A2 cos2 (wt + j) + B2 cos2 (wt + j)

=

 

 

 

A2 + B2

cos(wt + j) = C cos(wt + j) ,

,

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

C =

 

A2 + B2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2). j2

j

1

=

 

– 180 , cos180 = –1,

 

sin180 = 0. (11) :

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

y2

 

 

 

xy

 

 

 

æ

 

x

 

 

y ö2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

+ 2

 

= 0

 

 

+

 

 

= 0

 

 

y = -

 

B

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

 

 

 

 

B2

 

 

AB

 

 

 

è

 

A

 

 

B ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

, a /2 (a>90 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3). j - j =

p

 

 

(=90 ) – , j - j = 3

p

(=270 ) –

 

 

 

2

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

cos

= 0 , sin

=1.

 

(11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

=1

 

y = ±B 1-

 

= ±

 

A

2

- x

2

.

 

 

 

(12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

B2

 

A2

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

, .

( = ), .

(8) :

ìx = Acos wt

 

 

 

, Þ 2 + 2 = 2 y = ± A2 - x2 .

í

îy = Acos(wt + p/ 2)

= -Asin wt

:

w

,

/2 3 /2 ( ).

137

17

( ,

)

, .

, j1=0, j2=- /2, w =2w ( (8)

: x=Acoswt, y=Bsin(2wt) ),

. 4

 

 

 

Bx

 

 

 

 

 

y = ±2

 

A2 - x2

 

A2

 

 

 

 

 

 

 

, . 4 (t1=0,

t2 /4w, t3= /2w).

 

 

 

§3. . .

j0

,

(

). ,

w1=w2=w. ,

) x1=A1cos(wt+j1) i x2=A2cos(wt+j2) = 1+ 2

( . . 5, j2-j1=a)

 

 

A = A2

+ A2

+ 2A A cos a ,

 

 

1

2

1

2

 

 

 

tgj =

A1 sin j1

+ A2 sin j2

=

A2 sin j2

.

 

 

 

 

. 5

0

 

A1 cosj1

+ A2 cos j2

 

A1 + A2 cos j2

 

 

 

w1 w2 , Dw<<(w1, w2).

1 = cosw1t, x2 = Acosw2t; w2 = w1+Dw.

, :

x = x1+x2

= A(cosw1t + cosw2t) = 2A cos

w1 - w2

t ×cos

w1 + w2

t .

 

 

 

2

2

 

.

(w1+w2»2w):

x = A

coswt ,

A

= A (t) = 2A cos

Dw

t = 2A cos

w

t . (13)

 

 

p

 

 

p

p

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(13) , (

»w) ,

w =Dw/2.

(t) 0 |±2 |.

138

17

(t), w =Dw. ( .6).

2A

x

Ap(t)

 

0

t

 

-2A

 

. 6

§4.

,

( , ). ,

( ) (“ ”).

, , ,

, .

 

= sin(wt+j)

,

:

 

 

 

1

 

2

 

1

æ dx ö

2

1

 

2

2

 

2

 

2

 

E =

 

mv

 

=

 

mç

 

÷

=

 

mw A

 

cos

 

(wt + j) = E )cos

(wt+j). (14)

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

è dt ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( , )

 

x

 

kx2

1

 

2

 

2

 

 

E =

1 mg

A

2

 

2

(wt + j) .

 

 

E = -ò(-kx)dx =

 

 

=

 

kA

sin

 

(wt + j) .

 

 

 

 

 

 

sin

 

(15)

 

2

2

 

2

 

l

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=mw2

 

( . (3) ; (7)),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

= E + =

1

mw2 A2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

=const

.

 

 

 

 

~

 

 

( ) (E )= E )= E ).

 

. 7

 

 

(t),

E (t)

i E (t).

 

, . , ,

v

.

0. ,

, .

, .

139

17

.

.

x

 

 

A

 

 

 

1

T

T

3T

 

 

,

T

 

0

4

2

4

.

π/2

π

3π/2

ω0t

0

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

π/2

 

3π/2

ω t, 2π t

 

0

 

π

 

 

 

 

 

 

0

T

 

 

Ek

 

 

 

 

mv

2

 

 

 

 

 

2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

π/2

π

3π/2

ω0t

 

 

 

 

 

. 7

 

 

 

, . 8,

(U, ) ,

.

E

E,E ,

E

 

E

 

E

 

 

2

 

 

 

 

0

 

t

 

2

 

.8

140

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]