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.
Приводится вывод уравнений для расчета координационного числа в неупорядоченных конденсированных системах: в зернистых материалах, в композитах с твердой монодисперсной фазой, в жидких металлах и при критическом состоянии вещества. В выводах этих уравнений используется основной их топологический параметр – средняя плотность упаковки структурных элементов дискретности. Знание координационного числа элементов дискретности неупорядоченных систем необходимо для определения многих их свойств: физических, механических, реологических и др., совокупность которых вытекает из их топологических состояний: твердого, псевдотвердого, жидкого, псевдожидкого и критического.
...
27 09 2026 20:17:55
Статья в формате PDF
114 KB...
26 09 2026 23:46:23
Статья в формате PDF
164 KB...
25 09 2026 19:25:24
Статья в формате PDF
133 KB...
24 09 2026 6:47:49
Статья в формате PDF
254 KB...
23 09 2026 10:48:52
Статья в формате PDF
131 KB...
22 09 2026 8:32:34
Статья в формате PDF
95 KB...
21 09 2026 2:30:35
Статья в формате PDF
144 KB...
20 09 2026 16:47:21
Статья в формате PDF
125 KB...
18 09 2026 18:41:46
Статья в формате PDF
181 KB...
17 09 2026 7:13:32
Статья в формате PDF
107 KB...
15 09 2026 1:28:18
Статья в формате PDF
198 KB...
14 09 2026 2:56:31
Статья в формате PDF
122 KB...
13 09 2026 20:21:48
Статья в формате PDF
133 KB...
12 09 2026 7:25:30
Статья в формате PDF
120 KB...
11 09 2026 22:35:40
Статья в формате PDF
254 KB...
10 09 2026 13:35:45
Статья в формате PDF
240 KB...
09 09 2026 16:22:34
Статья в формате PDF
110 KB...
08 09 2026 7:14:48
Предложен новый подход к изучению земного магнетизма. В центре Земли монополь µ, шаровая молния возникает в пучностях стоячих волн монополя. Гравитация – квадрупольное излучение µ.
...
07 09 2026 12:26:21
Статья в формате PDF 93 KB...
06 09 2026 3:34:54
Статья в формате PDF
153 KB...
05 09 2026 10:18:31
Статья в формате PDF
131 KB...
03 09 2026 4:10:30
Статья в формате PDF
112 KB...
02 09 2026 16:10:41
Статья в формате PDF
171 KB...
01 09 2026 19:21:48
Статья в формате PDF
184 KB...
31 08 2026 19:58:34
Статья в формате PDF
99 KB...
30 08 2026 12:23:29
Статья в формате PDF
189 KB...
29 08 2026 0:46:37
Статья в формате PDF
143 KB...
28 08 2026 20:42:20
Статья в формате PDF 126 KB...
27 08 2026 20:21:34
Статья в формате PDF
103 KB...
26 08 2026 5:32:50
Статья в формате PDF
89 KB...
24 08 2026 12:37:56
Статья в формате PDF
103 KB...
23 08 2026 16:47:14
Статья в формате PDF
80 KB...
22 08 2026 1:50:34
Данная статья является отчетом о научной деятельности, которая была проведена в рамках диссертационного исследования вопросов российского антимонопольного законодательства. В исследовании затронут ряд хаpaктерных правовых проблем, таких как: различные процедуры антимонопольного контроля в России, причины и условия антимонопольного регулирования экономической концентрации и т.д. В ходе исследования и работы по этой теме были изучены научные статьи и публикации других авторов. Полная библиография приведена в конце статьи, некоторые прямые ссылки можно найти в тексте.
...
21 08 2026 0:49:40
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 ::
