КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИСТЕМЫ С ДВУМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
Рассматриваются крутильные колебания двух стержней, подвешенных на вертикальных нитях в горизонтальной плоскости. При закручивании стержней они поднимаются, но скорость поднятия будет величиной второго порядка малости, поэтому при определении кинетической энергии были введены некоторые упрощения. Задача решена с помощью уравнений Лагранжа. Получены формулы для определения частот главных колебаний [1].
Горизонтальный однородный стержень AB массой «M», подвешен на двух вертикальных нитях длины l, второй стержень CD одинаковой массы «M» подвешен к AB на двух равных нитях длиной l′ (см. рисунок).
Положение стержня AB относительно оси определяется углом θ1, а положение стержня CD относительно AB углом θ2, тогда положение стержня CD относительно оси x определяется суммой θ1 + θ2.
При закручивании стержней оба они поднимаются, но поскольку перемещения центров масс стержней вдоль оси Z несоизмеримо меньше их горизонтальных перемещений, то квадраты скоростей, входящие в формулу кинетической энергии, будут величинами второго порядка малости, поэтому кинетическая энергия системы определяется формулой
(1)
здесь iz - радиус инерции стержня относительно оси z, проходящей через центр масс стержней (см. рисунок).
Расчётная схема
Потенциальная энергия системы будет иметь вид:
П = -Mg(Z1 + Z2) + C; (2)
здесь Z1 и Z2 - координаты центров тяжести стержней, а константа C определяется из начальных условий.
При θ1 = θ2 = θ в положении равновесия: Z1 = l1, Z2 = l + l′, П = 0, тогда из формулы (2)
0 = -Mg(l + l + l′) + C или C = Mg(l + l + l′),
и формула (2) принимает вид:
П = Mg[(l - Z1) +( l + l′ - Z2)].
Обозначая через φ1 и φ2 углы, составляемые нитями подвески стержней с осью Z1, получим
Z1 = cosφ1; Z2 = lcosφ1 + l′ cosφ2.
Разлагая cosj в ряд
1 - cosφ ≈ φ2/2
получи]м формулу потенциальной энергии
Выразим углы φ1 и φ2 через θ1 и θ2, считая малые перемещения концов стержней за дуги окружностей
aθ1 = lφ1; aθ2 = l′φ2;
или
(3)
Уравнение Лагранжа для обобщённых координат q1 = θ1 и q2 = θ2 для формул (1) и (3) будут:
(4)
Полагая
θ1 = Acos(λt + ε) и θ2 = Bcos(λt + ε)
получаем уравнения:
Тогда хаpaктеристическое уравнение имеет вид:
или
откуда и найдутся частоты λ1 и λ2 главных колебаний.
Список литературы
1. Розе Н.В. Аналитическая механика. - Л.: 1938 -203 с.
Статья в формате PDF
108 KB...
17 04 2026 7:43:42
Статья в формате PDF
112 KB...
15 04 2026 6:16:42
В статье раскрываются внешние и внутренние условия психического развития обучаемых. Автором проанализирован механизм становления и развития перцептивных элементов в процессе обучения двуязычных учащихся на первом и втором языках. В работе приведены педагогические условия развития мыслительных способностей учащихся-монолингвов, а также выявлены условия эффективного развития мыслительных способностей двуязычных учащихся.
...
14 04 2026 3:20:22
Статья в формате PDF
100 KB...
13 04 2026 12:47:56
Статья в формате PDF
107 KB...
10 04 2026 9:28:58
Статья в формате PDF
120 KB...
09 04 2026 12:56:56
Статья в формате PDF
136 KB...
08 04 2026 20:27:37
Статья в формате PDF
141 KB...
07 04 2026 7:39:57
Статья в формате PDF
261 KB...
06 04 2026 10:18:40
Статья в формате PDF
171 KB...
05 04 2026 22:28:59
Статья в формате PDF
314 KB...
03 04 2026 15:19:39
Статья в формате PDF
113 KB...
02 04 2026 16:55:47
Статья в формате PDF 101 KB...
01 04 2026 5:46:22
Статья в формате PDF
307 KB...
31 03 2026 11:42:44
Статья в формате PDF
132 KB...
30 03 2026 2:37:33
Статья в формате PDF
114 KB...
29 03 2026 19:52:52
Статья в формате PDF
107 KB...
28 03 2026 2:44:37
Статья в формате PDF
165 KB...
27 03 2026 13:55:47
Статья в формате PDF
120 KB...
26 03 2026 1:15:14
Статья в формате PDF
121 KB...
25 03 2026 20:36:41
Учебный предмет география состоит из двух блоков. Физическая география изучает элементы природы как единое целое, формирует “образ территории”. Социально-экономическая география рассматривает развитие общества и экономики в тесной взаимосвязи с природными условиями. Для формирования и поддержания интереса к географии в ФТЛ № 1 широко используются современные информационные технологии. Компьютерное тестирование систематически используется на уроках. Лицеисты успешно участвуют в различных телекоммуникационных олимпиадах - индивидуальных и групповых конкурсах с использованием электронной почты и сети Интернет. Такие проекты развивают умение работать с различными источниками информации, способствуют межпредметной интеграции знаний и формированию целостной картины мира.
...
24 03 2026 16:41:41
Статья в формате PDF
141 KB...
23 03 2026 13:17:15
Статья в формате PDF
142 KB...
22 03 2026 23:46:49
Статья в формате PDF
120 KB...
21 03 2026 10:12:58
Статья в формате PDF
100 KB...
20 03 2026 5:54:12
Статья в формате PDF
149 KB...
19 03 2026 16:19:44
Статья в формате PDF
121 KB...
18 03 2026 16:37:16
Статья в формате PDF
89 KB...
17 03 2026 7:25:59
Статья в формате PDF
112 KB...
16 03 2026 8:11:16
Статья в формате PDF
119 KB...
15 03 2026 15:17:35
В работе рассматривается русский религиозный раскол, отраженный в творчестве Владимира Личутина, исследуются причины, истоки и последствия этой трагедии, разьявшей общество на две непримиримые стороны в XVII веке, который, по мнению автора, продолжается и поныне. Показано развитие национального самосознания нации, на которое влияют этнические приоритеты. Они обусловлены коллективной идентичностью на базе общности «крови и почвы», его едином историческом прошлом, территории, религиозными воззрениями этнос. Повествователь является посредником между изображенным и читателем, нередко выступая в роли свидетеля и истолкователя показанных лиц и событий.
Ключевые слова: раскол, православие, Никон, царь Алексей Михайлович, Беловодье
...
14 03 2026 6:54:16
Статья в формате PDF
109 KB...
13 03 2026 16:57:44
Статья в формате PDF
120 KB...
12 03 2026 13:53:21
Статья в формате PDF
117 KB...
11 03 2026 0:13:50
Статья в формате PDF
163 KB...
10 03 2026 11:10:16
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
