Система с одной степенью свободы движение

СИСТЕМЫ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ, ДВИЖЕНИЕ В ОКРЕСТНОСТИ ОСОБОЙ ТОЧКИ [c.357]

Прежде всего рассмотрим колебания системы с одной степенью свободы (рис. 528) в случае, когда силы сопротивления при колебании пропорциональны скорости движения. Для получения уравнения движения груза воспользуемся принципом Д Аламбера (условия динамического равновесия груза рассматриваем при отклонении его на расстояние х от положения статического равновесия) [c.541]

Рассмотрим вынужденные колебания системы с одной степенью свободы при наличии сил сопротивления, пропорциональных скорости. Уравнение движения для такого случая получим, если в дополнение к силе сопротивления 5 = ад на груз в вертикальном направлении (рис. 528) будет действовать некоторая периодическая сила Р sin pt. Обозначив [c.544]

Обращаем внимание на то, что для системы с одной степенью свободы составление дифференциального уравнения движения методом Лагранжа сводится по существу к тем же расчетам, что и при использовании теоремы об изменении кинетической энергии. [c.381]

В случае консервативной системы с одной степенью свободы, возмущаемой гармонической обобщенной силой, уравнение движения имеет ВИД [c.249]

Конечно, этот прием может быть использован и при решении задач о движении системы с одной степенью свободы. [c.415]

Механическая система называется системой с одной степенью свободы, если ее положение в пространстве может быть однозначно определено заданием одной величины д, называемой обобщенной координатой. Движение системы в пространстве при этом описывается зависимостью обобщенной координаты от времени. [c.585]

В этой главе рассматриваются автономные динамические системы с одной степенью свободы. Уравнения движения такой системы в общем случае записываются в виде двух дифференциальных уравнений первого порядка [c.41]

Остановимся в дальнейшем на рассмотрении динамической системы с одной степенью свободы. Рассмотрим движение материальной точки под действием восстанавливаю-ш,ей силы в среде с сопротивлением, зависящим от скорости. Дифференциальное уравнение такой системы может быть записано в виде [c.214]

Так как обобщенная координата q для всех точек системы одинакова, то характер их движения будет аналогичен. Отметим, что при изучении прямолинейных колебаний точки ее амплитуда была произвольной. При изучении же малых колебаний системы с одной степенью свободы амплитуды отдельных ее точек — малые величины. [c.210]

Приведем подробное доказательство для системы с одной степенью свободы. Рассмотрим функции д — д - аг) (О, характеризующие какое-то смежное возможное движение системы с теми же граничными данными по координатам = 9о. < 1 = 9- В этом движении обозначим функцию Лагранжа Г. Слагаемое ат (1) представляет собой вариацию 8д функции д. Функция т) — произвольная конечная, принимающая на границах интервала нулевые значения. [c.405]

Механическая система с одной степенью свободы имеет одну обобщенную координату и ее движение описывается одним уравнением Лагранжа [c.413]

ПЛОСКОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА 1. Системы с одной степенью свободы [c.51]

Как уже упоминалось, машиной называют совокупность твер дых тел (звеньев), соединенных между собой так, что положение и движение любого звена вполне определяются положением и движением одного звена, называемого ведущим. При этом предполагается, что положение ведущего звена в каждый момент времени может быть определено заданием одного параметра таким образом, машина является системой с одной степенью свободы. Примерами машин по этому определению могуг служить многочисленные плоские механизмы (кривошипный, двухкривошипный и др.), представляющие собой соединения абсолютно твердых тел (шатуны, ведомые кривошипы, ползуны и пр.), приводимых в движение ведущим звеном положение последнего задается одной величиной, например углом поворота ф. Наоборот, механизм дифференциала ( 71) не является машиной в принятом здесь смысле, так как вследствие наличия сателлитов угловая скорость ведущего вала в этом случае еще не определяет угловой скорости ведомого вала. [c.415]

Обобщая рассмотренное в 100 прямолинейное колебательное движение материальной точки при действии на нее постоянной по величине силы кулонова трения на случай колебания любой системы с одной степенью свободы, будем иметь уравнение движения в форме [c.518]

Дифференциальное уравнение движения системы с одной степенью свободы при наличии квазиупругой восстанавливающей силы и силы сопротивления, пропорциональной квадрату скорости, будет [c.520]

В стержне кратковременный начальный импульс все время движется как целое, без изменения формы. В системе с одной степенью свободы такой кратковременный импульс не может распространяться без искажения формы, так как под действием пружины груз большой массы только постепенно набирает скорость, т. е. импульс размывается. Поэтому в системе с одной степенью свободы, где импульс не может двигаться как одно целое, представление о движении энергии становится мало наглядным, а понятие скорости движения энергии — не вполне определенным. Но, как показано выше, физическая картина качественно остается прежней собственные колебания в системе с одной степенью свободы сопровождаются перемещением энергии в пределах колебательной системы, и эти перемещения происходят со скоростями того же порядка, как в стержне, имеющем длину, массу и упругость, соответствующие свойствам рассматриваемой системы с одной степенью свободы. [c.703]

В консервативной системе с одной степенью свободы билинейная форма может быть понимаема как инвариант Пуанкаре, спинор — как некоторое частное решение уравнений в вариациях Пуанкаре для некоторого возмущенного движения. Группа преобразований движения, как это хорошо известно, будет бинарной группой. [c.358]

Задание Д-17. Применение общего уравнения динамики к исследованию движения механической системы с одной степенью свободы [c.295]

Дифференциальное уравнение движения колеблющегося груза для случая свободных колебаний системы с одной степенью свободы перемещения может быть выражено [c.315]

Следует иметь в виду, что системы с одной степенью свободы представляют собой объект, наиболее доступный для исследования возможных колебательных движений при самых разных их нелинейных свойствах. Нелинейные же системы с двумя и большим числом степеней свободы и распределенные системы поддаются последовательному анализу лишь в отдельных частных случаях. Их рассмотрение даже в линейном приближении значительно более сложно, громоздко и не допускает ряда качественных и наглядных приемов, которые возможны для систем с одной степенью свободы. Поэтому изложение материала в гл. 6—12 имеет несколько другой характер, чем в первых главах оно несколько более конспективно, в целях выделения основных физических результатов опускается ряд промежуточных выкладок, особенно при применении изложенных ранее методов анализа. Однако эти различия в изложении отдельных разделов, по нашему мнению, вполне оправдываются спецификой рассматриваемых вопросов, тем более, что значительная часть материала, приведенного в книге, ранее не излагалась в учебных пособиях по теории колебаний. [c.13]

Число степеней свободы системы определяется числом независимых переменных, которое необходимо для полного описания движения системы. Ограничивая свое рассмотрение системами с одной степенью свободы, мы в общем случае должны для описания движений в консервативных системах рассматривать дифференциальные уравнения второго порядка ) [c.15]

На примерах релаксационных систем мы убедились в том, что для математического описания движения в реальных автоколебательных системах с одной степенью свободы необходимо пользоваться дифференциальными уравнениями второго порядка. Для систем, описываемых такими уравнениями, можно получить изображение соответствующего движения на фазовой плоскости. В некоторых случаях, когда уравнение нелинейно и не поддается аналитическому решению, построение фазового портрета движения в системе является существенной помощью в определении формы колебаний и динамики их установления. Следует отме- [c.196]

Необходимо четко представлять себе, что в этом определении речь идет не о реальной системе, а об идеализированной модели реальной системы. Практически любая реальная система обладает бесконечным числом степеней свободы, если учесть все возможные в ней движения. Например, грузик, подвешенный на пружине, может рассматриваться как система с одной степенью свободы, если он совершает колебания только вдоль оси пружины. Но эта же система обладает тремя степенями свободы, если учесть еще и маятникообразные колебания груза в двух плоскостях. Если же принять во внимание возможность колебаний, связанных с изгибом пружины, то число степеней свободы становится бесконечным. А ведь можно еще учесть и упругие колебания самого груза и даже колебания молекул, из которых состоит груз. [c.238]

Рассмотрим движение механической системы с одной степенью свободы, подчиненной голономным, идеальным, стационарным связям около положения устойчивого равновесия под действием лишь восстанавливающих сил Р/. При наличии этих сил возникают свободные колебания системы. [c.24]

Для установления основных характеристик свободных колебаний системы с одной степенью свободы рассмотрим движение отдельных точек этой системы. Радиус-вектор какой-либо точки Mi этой системы обозначим r , а ее декартовы координаты-дг,-, y , zi. Радиус-вектор точки в равновесном положении обозначим г,о, а декартовы координаты точки в этом положении—X,о, г/,о, 2,о- [c.28]

Эти свойства свободных колебаний системы с одной степенью свободы основываются на приближенных линейных дифференциальных уравнениях. Эти уравнения тем точнее характеризуют истинное движение системы, чем меньше амплитуды колебаний. [c.29]

Рассмотрим понятие простой вариации для системы с одной степенью свободы, движение которой описывается при помошд функции д((),т.е. [c.211]

Покажем применение этих уравнений иа примере системы с одной степенью свободы. Пусть математи гескин маятник совершает движение в вертикальной плоскости ху (рис. 3.1). Уравнения связей имеют [c.49]

Приведем подробное доказательство для системы с одной степенью свободы. Рассмотрим функции д = q а (/), характеризующие какое-то смежное возможное движение системы с теми же граничными данными по координатам д = о> =< В этом движении обозначим функцию Лагранжа Слагаемое ац (I) представляет собой вариацию д функции д. Функция г) (/) произвольная конечная, принимающая на границах интервала /о, нулевые значения. чЗиачение а = О соответствует истинному движению системы. Другие, малые, значения а соответствуют близким смежным движениям. Таким образом, действие 5, вычисляемое для различных движений, является функцией параметра а при заданном — /цГ [c.376]

Механическая система с одной степенью свободы в случае голоном-ных, идеальных, неосвобождающих связей имеет одну обобщенную координату д и ее движение описывается одним уравнением Лагранжа [c.391]

Можно считать, что уравнение (8) описывает движение в системе с одной степенью свободы, в которой х играет роль обобгцаи-пой координаты, а кинетнческая и нотепциальпая энергия определены равенствами [c.150]

ИСКЛЮЧИТЬ эти более сложные диижения, достаточно, просверлив но диаметрам шаров каналы, соединить их жестким стержнем, вдоль которого шары могут скользить без трения (рис. 421). Такая система о 1личается от рассмотренных в 96 гантелей только тем, что расстояние между шарами гантели может уменьшаться и увеличиваться. Так как ири этом между шарами возникают упругие силы, то эту систему можно назвать упругой гантелью. В упругой гантели возможен только один тип движений, при котором соблюдаются законы сохранения как имиульса, так и момента импульса, — это колебания шаров вдоль стержня с равными по величине и иротивоиоложными по направлению скоростями, при которых центр тяжести О двух шаров остается в покое, или, иначе говоря, противофазные колебания. Поскольку оба шара колеблются так, что остаются на одинаковом расстоянии от точки О, то положение шаров однозначно определяется заданием только одной величины — расстояния обоих шаров от точки О. Таким образом, упругая гантель, до тех нор пока она является замкнутой системой, ведет себя как колебательная система с одной степенью свободы в том смысле, что в упругой гантели может происходить только одно гармоническое колебание —противофазное (в системе с двумя степенями свободы, как мы видели в 145, могут происходить два тина гармонических колебаний —синфазные и противофазные). [c.644]

Начнем со случая, когда в системе, обладающей линейными реактивными элементами, трение описывается идеализированным законом сухого трения. В этом случае, как указывалось выще, функция диссипации имеет вид Р у)—ау й> 0 приу>0 и а< 0 при /-<0. Зависимость силы трения от скорости была показана на рис. 2.1. Для простейщей системы с одной степенью свободы при линейности инерционных и упругих сил мы можем записать уравнение, описывающее движение в подобной системе, в виде [c.47]

Познакомимся с возможностью приближенного графического построения фазовых траекторий диссипативной системы с одной степенью свободы при помощи приема, развитого Льенаром. Этот метод предложен для случая, когда нелинейные свойства системы определяются исключительно законом зависимости силы трения (или сопротивления) от скорости (или силы тока), причем сама сила не зависит от величины независимой переменной (координата или заряд). В таком случае уравнение движения имеет вид [c.55]

Точное решение задачи о свободных колебаниях в нелинейных диссипативных системах в подавляющем большинстве случаев наталкивается на весьма большие и очень часто неразрешимые трудности. Поэтому (как и в случае консервативных систем) приходится искать методы приближенного расчета, которые с заданной степенью точности позволили бы найти количественные соотношения, определяющие движения в исследуемой системе при заданных начальных условиях. Из ряда возможных приближенных методов рассмотрим в первую очередь метод поэтапного рассмотрения. Мы уже указывали, что этот метод заключается в том, что в соответствии со свойствами системы все движение в ней заранее разбивается на ряд этапов, каждый из которых соответствует такой области изменения переменных, где исследуемая система с достаточной точностью описывается или линейным дифференциальным уравнением, или нелинейным, но заведомо интегрируемым уравнением. Записав решения для всех выбранных этапов, мы для заданных начальных условий находим уравнение движения для первого этапа, начинающегося с заданных начальных значений. Значения переменных 1, х, у = х) конца первого этапа считаем начальными условиями для следующего этапа. Повторяя эту операцию продолжения решения от этапа к этапу со сшиванием поэтапных решений на основе условия непрерывности переменных х и у = х, мы можем получить значения исследуемых величин в любой момент времени. Если разбиение всего движения системы на этапы основано на замене общей нелинейной характеристики ломаной линией с большим или меньшим числом прямолинейных участков, то подобный путь обычно называется кусочно-линейным методом. В этом случае на каждом этапе система описывается линейным дифференциальным уравнением. Условие сшивания решений на смежных этапах — непрерывность х я у = х — необходимо и достаточно для системы с одной степенью свободы при наличии в ней двух резервуаров энергии и двух форм запасенной энергии (потенциальной и кинетической, электрической и магнитной). Существование двух видов резервуаров энергии является также необходимым условием для возможности осуществления в системе свободных колебательных движений, хотя для диссипативных систем оно недостаточно. При большом затухании система и с двумя резервуарами энергии может оказаться неколебательной — апериодической. [c.60]

Уравнения Лагранжа второго рода дают общий метод составления дифференциальных уравнений движения механической системы с голономными идеальными удерживающими связями в обобщенных координатах. Строгий вывод этих уравнений выходит за рамки данного курса, поэтому проиллюстрируем их справедливость на очень частном случае механической системы с одной степенью свободы, когда наложенхсые на нее связи являются не только голономными идеальными удерживающими, но и стационарными. [c.300]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...