Принцип Даламбера. Энергия

Принцип Даламбера дает единый метод составления уравнений движения любой несвободной механической системы. Им особенно удобно пользоваться для нахождения реакций связей, когда движение системы известно или может быть определено с помощью уравнений, не содержащих реакций, например с помощью теоремы об изменении кинетической энергий или уравнений, которые будут получены в 141, 14,5. При этом из рассмотрения исключаются все наперед неизвестные внутренние силы. В случаях, когда надо определить реакции внутренних связей, систему следует расчленить на такие части,. по отношению к которым искомые силы будут внешними. [c.348]

Осталось подставить правую часть последнего равенства в тождество принципа Даламбера-Лагранжа и учесть определение 5.1.1 кинетической энергии системы. [c.525]

Из принципа Даламбера для системы можно получить еще одно следствие — теорему об изменении кинетической энергии. Для этого умножаем (8) скалярно на и суммируем полученные соотношения по всем точкам. Получаем [c.353]

Действие этого постулата не ограничивается областью статики. Он приложим также и к динамике, где принцип виртуальных перемещений соответствующим образом обобщается принципом Даламбера. Так как все основные вариационные принципы механики — принципы Эйлера, Лагранжа, Якоби, Гамильтона — являются всего лишь другими математическими формулировками принципа Даламбера, постулат А есть в сущности единственный постулат аналитической механики и поэтому играет фундаментальную роль Принцип виртуальных перемещений приобретает особое значение в важном частном случае, когда приложенная сила Fi моногенная, т. е. когда она получается из одной скалярной функции — силовой. В этом случае виртуальная работа равна вариации силовой функции LJ qi,. .., ( ). Так как силовая функция равна потенциальной энергии, взятой с обратным знаком, то можно сказать, что состояние равновесия механической системы характеризуется стационарностью потенциальной энергии, т. е. условием [c.100]

Рассмотрим общую формулировку принципа Даламбера, данную в уравнении (4.1.6). Пусть активные силы — моно-генные, получаемые из функции потенциальной энергии. Тогда работа активных сил равна вариации потенциальной энергии, взятой с обратным знаком, и принцип Даламбера можно записать в виде [c.118]

Резюме. Если в принципе Даламбера отождествить вариации с действительными перемещениями, происходящими за время dt, то полученное уравнение можно проинтегрировать. Это приводит к закону сохранения энергии, который утверждает, что в процессе движения сумма кинетической и потенциальной энергий остается постоянной. Для справедливости этого вывода необходимо, чтобы в процессе движения массы час-тиц были постоянными, а силовая функция и заданные связи системы были склерономными, т. е. не зависели от времени. [c.120]

Резюме. При помощи интегрирования по времени виртуальная работа сил инерции может быть преобразована в истинную вариацию. Таким образом, принцип Даламбера может быть математически переформулирован в принцип Гамильтона последний требует стационарности определенного интеграла, взятого по времени, от функции Лагранжа L, где L — разность между кинетической и потенциальной энергиями. Варьирование должно производиться при фиксированных граничных положениях системы (н фиксированном интервале времени). [c.140]

Теорема о сохранении энергии как следствие принципа Гамильтона. Закон сохранения энергии, полученный раньше как следствие принципа Даламбера (см. гл. IV, п. 3), может быть теперь выведен из принципа Гамильтона. Попутно при этом выводе выясняются общие соотношения, существующие между полной энергией механической системы и функцией Лагранжа L. [c.145]

Используем снова тот частный способ варьирования, который мы применили раньше при выводе теоремы о сохранении энергии из принципа Даламбера. Пусть виртуальные перемещения б <7,- в каждый момент времени совпадают с действительными перемещениями dqi, происходящими за бесконечно малый промежуток времени dt = е. Другими словами, положим [c.145]

Это соотношение утверждает, что полная энергия системы остается постоянной во все время движения, т. е. принцип сохранения энергии снова получается как частный случай принципа Даламбера. [c.26]

История и философия механики от Галилея и Ньютона. Исключение сипы Кельвином и Герцем. Принцип Даламбера, Фурье, Гаусса, Гамильтона. Принцип энергии. [c.442]

Хотя способ составления уравнений по Лагранжу и не обладает той наглядностью, связанной с возможностью геометрической интерпретации, которая присуща способу, основанному на принципе Даламбера, однако он является совершенно общим и позволяет анализировать системы совершенно автоматически. Применяя принцип Даламбера, решающий задачи, как правило, изображает объекты и действующие силы, причем у него нередко возникают сомнения в правильности выбора знаков перед тем или иным членом в уравнении. При применении метода Лагранжа отпадают всякие затруднения с определением знаков, так как используются выражения энергии и отыскиваются их производные по координатам и по времени, и знаки получаются сами собой. В анализе сложных систем метод Лагранжа незаменим. Нужно только иметь в виду, что большая или меньшая простота решения задачи зависит от удачного выбора обобщенных координат. [c.15]

В нашем курсе мы останавливаемся лишь на изложении основных положений аналитической механики. Не придерживаясь исторической последовательности, начнем изложение с принципа Гамильтона, который может быть получен непосредственно из принципа Даламбера — Лагранжа. Автор ряда исследований в оптике, ирландский математик Гамильтон (1805—1865) внес в механику принцип, аналогичный принципу Ферма, смысл которого заключается в том, что механическое движение совершается из одного заданного положения в другое за определенный отрезок времени при условии, что разность потенциальной и кинетической энергии в среднем имеет в этом движении экстремальное значение (минимум). Гамильтоном этот принцип установлен для систем, на которые наложены не зависящие от времени связи. Независимо от Гамильтона и несколько позже этот принцип был установлен русским механиком М. В. Остроградским (1801—1861) для систем со связями, зависящими явно от времени. [c.444]

Таким образом, гравитационный парадокс демонстрирует не условия ограничения закона Ньютона (которые имеются объективно), а разные правила построения моделей, имеющих различные свойства и, как следствие, неодинаковость гравитационной силы. С равным успехом можно считать парадоксальными неодинаковые значения кинетической энергии, импульса, кинетического момента, действия при наблюдении тела в разных инерциальных системах координат, имеющих разные скорости, а затем делать выводы о непригодности принципа инерции Галилея. Конечно, аналогия не полная. Вместо принципа Галилея более подходящими для сравнения являются условия гидродинамического принципа Даламбера движения относительно идеальной среды (с инерционной массой). [c.247]

Как известно, принцип Даламбера — Лагранжа для упругих сред формулируется таким образом сумма работ внешних сил и сил инерции на произвольных возможных перемещениях равна вариации энергии упругих деформаций, соответствующих этим перемещениям. [c.124]

В гл. 2 показано, что, используя принцип Даламбера для динамических сил, потенциальную энергию можно записать в виде [c.376]

Принцип Даламбера. Энергия. Пусть бг, (i = 1,. . Р) — произвольная совокупность бесконечно лшлых векторов. Согласно (44.1) имеем уравнение р р [c.120]

Динамика системы материальных точек сначала излагается для случая, когда движение стеснено произвольными дифференциальными связями. Из принципа Даламбера-Лагранжа (общее уравнение динамики) с использованием свойств структуры виртуальных перемещений [68] выводятся общие теоремы динамики об изменении кинетической энергии (живой силы), кинетического момента (момента количеств движения), количества движения. Изучается динамика системы переменного состава [1]. На основе принципа Гаусса наи-меньщего принуждения выводятся уравнения Аппеля в квазикоординатах. Получены также уравнения Воронца и, как их следствие, уравнения Чаплыгина. Установлено, что воздействие неголономных связей включает реакции, имеющие гироскопическую природу [44]. [c.12]

Общее исследование механизмов, содержащих сервосвязи. Принцип Даламбера. Пусть дана материальная система 2, в которой отсутствует рассеивание энергии. Допустим, кроме того, что все части этой системы (за некоторыми исключениями, которые будут указаны ниже) являются неде-формируемыми (абсолютно твердыми). [c.345]

В следующих пунктах мы остановимся на применении принципа Даламбера к ряду типичных задач, в частности, задач, связанных с использованнем движущихся систем отсчета. Первое приложение касается вывода закона сохранения энергии, хорошо известного из элементарной механики. Этот вывод, однако, представляет интерес, так как он показывает пределы применимости закона. [c.118]

Закон сохранения энергии как следствие принципа Даламбера. Хотя принцип Даламбера применим, вообще говоря, к полигенным силам, имеется один частный случай, когда для моногенных сил он допускает интегрирование. Этот особый случай приводит к одному из наиболее фундаментальных законов механики, закону сохранения энергии. [c.118]

Методы составления дифференциальных уравнений колебаний упругих систем. Они изложены В разделе 1 данного тома. При выводе уравнений динамики надо согласно принципу Даламбера к действующим силам добавить распределенные силы инерции. В случаях, когда упругая система взаимодействует с упругоподве-шенными сосредоточенными массами, целесообразно применять метод уравнений Лагранжа II рода. С этой целью надо составить выражения для кинетической энергии системы, потенциальной энергии деформаций и выражения для обобщенных сил, затем с помощью уравнений Лагранжа II рода получить дифференциальные уравнения колебаний. Метод уравнений Лагранжа удобен для получения дифференциальных уравнений вынужденных колебаний, когда формы свободных колебаний известны. [c.330]

Принцип возможной работы применим также и к случаю обобщения статических задач на динамику путем использования принципа Даламбера и включения в число нагрузок инерционных сил. В этом случае работа, проделанная инерционными силами, в действительности представляет собой изменение кинетическо1 1 энергии, но упомянутый принцип может применяться таким же образом, как и в статических задачах. ь [c.26]

Сразу же заметим, что это не вывод , поскольку в условиях принципа Даламбера-Лагранжа виртуальные перемещения рассматриваются при фиксированном состоянии и времени и никаких изменений скоростей не допускается, так что кинетическая и потенциальная энергии при виртуальных перемещениях должны оставаться неизменными. А что же тогда варьируется Согласно Э. и Ф. Коссера [48], ары руется действие, в котором плотностями являются функции Т и П (см. уравнение (21)) — действие движения и действие деформации соответственно. Это не единственный случай, когда одна и та же функция играет различные смысловые роли (см. ниже о двух ролях функции Гамильтона). [c.31]

Решение. В табл. 13 показано, как решать эту задачу с помощью o IOвиoгo ypaвкeпl я динамики, принципа Германа — Эйлера — Даламбера, уравнения зменения количества дв Iжeння, ур 1Б ення измеиеиия кинетической энергии. [c.219]

В приведённую выше схему (в несколько более сложном варианте для физико-математических моделей, когда речь идёт как о физических свойствах, так и об их математическом описании) укладывается и развитие отдельных понятий. Уточнение смысла основных применяемых понятий дано в заметках первой главы работы. Дано обобщение понятия материальной точки (заметка 1), рассмотрены понятия скорости и ускорения (заметка 2), обсуждается соотношение виртуальных перемещений и вариаций, используемых в дифференциальных и интегральных принципах (заметка 3). Закон Ньютона о действии и противодействии получен как следствие принципа равновесия Даламбера и второго закона Ньютона. Прослеживается логическая цепь, соединяющая принцип равновесия Даламбера с уравнениями даламберова равновесия , использующими понятие о силе инерции. Предложено описание взаимодействия в форме интегрального равенства (заметка 4). Обсуждаются аналоги теоремы об изменении кинетической энергии для реономных систем и место функции Гамильтона в уравнении энергии [c.12]

Путь универсализации методов, обобщения известных задач был главной чертой творчества Вариньона. По если его предшественники (Стевин, Галилей, Кеплер, Декарт) и современники (Гюйгенс, Пьютон, Лейбниц) искали универсальный принцип в мире философских идей, то он больше тяготел к универсализации математического аппарата механики. Особенно к адаптации идей математического анализа и дифференциальных уравнений. Основные идеи геометрической статики, принцип возможных перемещений , теорема об изменении количества движения, теорема об изменении кинетической энергии составляли основу механико-математических работ Вариньона. Это был пролог аналитической механики Эйлера-Даламбера-Лагранжа. [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...