MexLekcii2010prn
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a |
= |
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v |
; |
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(9) |
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d2x |
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a = dt |
= dt2 |
(9 ) |
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≡ x . |
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: ,
( , ,
).
: = f1(t) y |
= f2(t). |
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= f( ). |
( ) :
vx = x ; |
vy |
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v |
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≡ v = vx2 + vy2 , |
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(10) |
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. : cos(v^ vx ) = |
v |
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, cos(v^ vy ) = |
vy |
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v |
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: ax = v&x = x&& , ay = v&y = y&&;
( ) |
a = |
ax2 + ay2 . |
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v – |
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, . |
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S=f(t), : |
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d2S |
&& |
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v = |
v = |
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t |
, |
dt |
; a = |
dt |
= |
dt2 |
≡ S . |
(11) |
( . (1) .1).
§3.
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( . 2). |
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: R= S/Δϕ, |
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ρ=Δϕ/ |
S=1/R (ρ – : |
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. 2 |
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S = |
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1 ) |
{ |
S/Δϕ=2 R/2 = R }. |
21
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– 1 |
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v2 ( . 3). |
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, , |
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v2 . |
= v2 - v1 = Dv. Dv : 1 -
( , v1),
Dv , 2 – ( ),
Dv . v1
Dt, Dv , v2, ACD .
1. , ,
, , ( )
. . 3 , CD=BK=Dv , ( ) 1= v1×Dt.
(Dt dt) 1
1. :
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CD |
= |
AA1 |
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v1 = v2 = v |
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R |
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( . 4): τ – |
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n. |
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: | τ|=| v |. |
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æ dy ö2 ù3 / 2 |
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, R = ê1+ |
ç |
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a |
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= aτ2 + an2 . |
(13) |
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22
3
,
, :
cos(a^ an ) = |
an |
, |
cos(a^ aτ ) = |
aτ |
. |
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a |
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a |
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:
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a = a × i = |
a ×v |
= |
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xx + yy |
+ zz |
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v = v , |
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v |
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x |
2 |
+ y |
2 |
+ z |
2 |
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2 |
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- xy) |
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- yz) |
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- zx) |
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- xy) |
+ (zy |
- yz) |
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(xz |
- zx) |
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, ( . 5).
t=0
t. j ,
.
j=f(t). ,
Dt
Dj, , Dj .
w e.
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w = lim |
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(15) |
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dt |
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º j. |
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|
t →0 |
|
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(dj=wdt i dw=edt), :
–(w=w0=const):
–:
w = w + et |
( ), |
j = j |
0 |
+ w t + |
et2 |
|
|||||
0 |
|
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0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
j = j0 + w0t; (16)
( ), (17)
j0 w0 – .
(17, ), t = (w–w0)/e,
(17, ),
:
23
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3 |
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w = |
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w2 + 2e(j - j ) |
. |
|
(18) |
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0 |
0 |
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|
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w |
= (w0 + w) / 2 , |
e = ±const. |
w=const, e=0. |
|||||
|
|
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( , |
S=2 R). |
|||||||
– : |
n=N/t = 1/T, |
N – |
||||||
t. |
|
|
|
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|
w = |
Dj |
= |
2p |
= 2p |
1 |
= 2pn , |
v = |
DS |
= |
2pR |
= |
2p |
R = wR , |
w = |
v |
. (19) |
|
|
|
|
|
|
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|
Dt T |
T |
|
|
Dt T T |
|
R |
, .
|
: a = |
dv |
= |
d(wR) |
= |
dw |
R = eR , |
e = |
a |
. |
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dt |
dt |
|
|
||||||||
|
|
|
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dt |
|
R |
|
v , w e (
). w e
. w ,
“ ”: ,
( . 6).
. 6, R
r a
z. : v = wR = wr sin a Þ v = ´ r ,
-
. ( )
.
. 6 (20),
:
a = dv = d [ × r] = d ´ r + ´ dr = ´ r + ´ v .
dt dt |
dt |
dt |
,
– . ,
(20), , ,
:
a = [e×r] – , n = [w×v] –
( an = |
v2 |
v × v |
|
v |
× v = w × v ). |
|
|
= |
|
= |
|
||
|
R |
R |
||||
|
R |
|
|
: a = a2 + an2 = e2R2 + w2v2 = w& 2R2 + w4R2 , R – .
24
3
:
|
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S |
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S = ϕR |
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v = |
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v = ωR |
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ε = |
dω |
τ= εR |
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dt |
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v2 |
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n= ω2R |
|||||
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|
an = ωv |
|||||
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R |
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(v=const) |
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(ω=const) |
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||||
S=S0 + vt |
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ϕ = ϕ0 + ωt |
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||||
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||||||||||
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||||
(a=const) |
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|
(ε=const) |
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|
|
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||||
v = v0 + a t |
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|
|
|
|
|
|
|
ω = ω0 + ωt |
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|
|
|
|
|
||||
S = S0 + v0t + a t2/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ = ϕ0 + ω0t + εt2/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
v2 |
− v2 |
= 2a(S |
2 |
− S ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
ω2 |
− ω2 |
= 2ε(ϕ − ϕ |
2 |
) |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
:
n = 0 |
a = 0 |
|
n = 0 |
a = +const |
|
n = 0 |
a = -const |
|
n = 0 |
a = f(t) |
|
n = const |
a = 0 |
|
n 0 |
a 0 |
: |
n 0 |
a = f(t) |
|
n 0 |
a = ±const |
|
25
4
4.
. . .
. . .
– ,
.
,
. , ,
.
,
: – , – .
.
, ,
.
– . 3: x = f1(t), = f2(t), z = f3(t).
N ,
, 3N ( ).
( ),
, .
,
( 3
). ? ,
. 6 : x1, y1, z1; x2,
y2, z2. , ,
L, 6 ,
L2 = (x2 − x1)2 + (y2 − y1)2 + (z2 − z1)2
, |
, 6- |
|||
L 5 , . |
||||
|
5 |
|||
– 5 . |
||||
|
|
|
5 |
|
|
|
( .1): 3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
) – 3 |
||
|
|
– 2 ϕ – |
||
|
|
|
, |
|
|
|
|
||
|
. 1 |
′ ( , |
||
|
). |
.
26
4
( . 2)
, 3 ,
( , , ), 9 , 3
), , (
).
L2AB = (xA − xB )2 + (yA − yB )2 + (zA − zB )2
L2CB = (xC − xB )2 + (yC − yB )2 + (zC − zB )2
L2AC = (xA − xC )2 + (yA − yC )2 + (zA − zC )2 .
|
, |
|
6 ( ), |
. 2 |
6 . |
? 3
, , 3 –
. , ,
. , (
– ).
.
'
', ', z'. ( , , z),
, .
', ',z' , ,z.
|
′Y′, |
' |
' |
', |
|
|||||||||
XY 0ρ ( ) ( . 3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
: |
|
|
|||||||||
ϕ = <ρ0x' |
( 0 ≤ ϕ ≤ 2 ) – , |
|
|
|
0Z' |
|||||||||
= <x0ρ ( 0 ≤ ≤ 2 ) – , |
|
|
|
, |
|
|||||||||
= <z0z' |
( 0 ≤ ≤ ) – . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||
, . |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
0Z. |
, |
|
|||||||
, 3 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|||||
|
|
ϕ = ϕ(t), = (t), |
= (t). |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
6 |
|
||||||||||
|
|
|
|
0Z |
||||||||||
, : |
|
|
d /dt, - 0Z' |
|||||||||||
x = (t), |
= (t), |
z = z(t), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
( ) |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
0Z. |
|
|
|
|
|||||||
ϕ = ϕ(t), |
= (t), = (t). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
: |
|
|
||||||
|
|
( |
|
|
|
|||||||||
|
|
) |
|
|
|
0Z' |
||||||||
. |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
27
4
. 3
, -
, ,
.
– ( , ),
. ,
, |
, |
3 : – . |
|
|
4 . |
|
', ', Z' – ', |
|
, . , ,Z – |
|
. |
|
, ' r', , |
|
'0, '0, z'0 ( |
|
¢ , |
. 4 |
), – |
|
r . rc – , = (t), |
= (t), zc=zc(t) ( ).
:
r = rc + r¢ |
|
(t) = (t) + x¢0, |
(t)= (t) + y¢0, z(t)=zc(t) + z¢0 |
|||||||
|
dr |
= |
drc |
+ |
dr¢ |
= |
drc |
+ 0 Þ v = v |
, a = a |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
dt dt |
dt |
dt |
|
|
|
||||
|
|
|
|
, , ,
3- = (t), = (t), zc=zc(t), 3 .
– ,
.
,
, , –
.
28
4
,
z f(t) = const.
, 3-
: Z
(
f(t) = const, f(t) = const).
,
. 5 ( ), ( S),
,
( . 5). ,
( ), .
S,
.
,
.
3- : ( , ) j
. : x = (t), = (t), j = j(t).
j=const, ; x=const y=const
,
( ).
,
.
S
, ,
( . 6). r¢ –
¢.
r = r + r¢,
|
dr |
|
drp |
dr¢ |
|
¢ |
= vp |
+ w´ r |
¢ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
|
|
= + |
|
Þ |
|||||||
. 6 |
dt |
dt |
v = vp + v |
|
|||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
,
vp
v'=[w×r] ,
.
.
,
.
29
4
: ( . 7).
t = T j=2
= L=2 R=jR. dt dx= dj×R = w¢×dt×R, w¢ – ',
. , (
¢) : |
v0 |
= |
dx |
¢ |
|
||||
dt |
= w R . |
|||
|
|
|
|
' ( )
v¢=w¢R ( R).
:
v = v' + v0,
( ). ,
( . . 7) v =0.
. v
.
. 7
– ,
. , ,
. , , .
,
.
.
,
.
( )
w1 w2,
( –“ ”): w = w1 + w2.
30