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
100 KB...
06 09 2026 12:28:57
Статья в формате PDF
253 KB...
05 09 2026 4:19:18
Статья в формате PDF
283 KB...
04 09 2026 10:23:10
Статья в формате PDF
343 KB...
02 09 2026 15:51:56
Статья в формате PDF
122 KB...
01 09 2026 6:22:14
Статья в формате PDF
219 KB...
31 08 2026 14:42:42
Статья в формате PDF
111 KB...
30 08 2026 15:12:12
Статья в формате PDF
135 KB...
27 08 2026 12:11:37
Статья в формате PDF
181 KB...
26 08 2026 11:14:45
Статья в формате PDF
104 KB...
25 08 2026 19:24:51
Понимание в статье рассматривается как условие реализации потенциала, который заложен в каждом ребенке. При этом одаренность выступает с точки зрения восприимчивости, инициативы, достижений. Реализация потенциала происходит в процессе обучения, где понимание рассматривается как познавательная процеДypa и с точки зрения общения.
...
24 08 2026 8:32:34
Статья в формате PDF
142 KB...
23 08 2026 17:19:19
Статья в формате PDF
106 KB...
22 08 2026 6:30:36
Статья в формате PDF
285 KB...
21 08 2026 1:38:15
Статья в формате PDF
125 KB...
20 08 2026 7:50:50
Статья в формате PDF
296 KB...
19 08 2026 14:37:27
Статья в формате PDF
106 KB...
18 08 2026 5:49:30
Статья в формате PDF
83 KB...
17 08 2026 23:44:41
Статья в формате PDF
148 KB...
16 08 2026 19:55:52
Проведен сравнительный анализ результатов популяционно-генетических исследований по выявлению легкодиагностируемых врожденных пороков развития и наследственных заболеваний среди населения Муганской и Ширванской зон Азербайджана. Установлена высокая частота распространения нарушений ЦНС, аномалий скелета и врожденных патологий зрения. С использованием молекулярного метода полимеразно-цепной реакции идентифицированы типы мутаций β-талассемии в обследованных зонах. Планируется проведение пренатальной диагностики талассемии.
...
15 08 2026 23:50:46
Статья в формате PDF
144 KB...
14 08 2026 12:30:42
Статья в формате PDF
254 KB...
13 08 2026 14:33:57
Статья в формате PDF
280 KB...
12 08 2026 8:28:47
Статья в формате PDF
111 KB...
11 08 2026 2:16:38
Статья в формате PDF
127 KB...
09 08 2026 19:48:53
Статья в формате PDF
116 KB...
08 08 2026 13:43:54
Статья в формате PDF
327 KB...
07 08 2026 16:31:48
Статья в формате PDF
165 KB...
06 08 2026 6:13:45
Статья в формате PDF
271 KB...
05 08 2026 18:27:52
Статья в формате PDF
105 KB...
04 08 2026 2:16:44
Статья в формате PDF
90 KB...
03 08 2026 12:48:59
Статья в формате PDF
244 KB...
02 08 2026 22:47:22
Статья в формате PDF
284 KB...
01 08 2026 5:55:33
Статья в формате PDF
111 KB...
31 07 2026 8:13:38
Представлен обзор литературы о значении компонентов системы активации плазминогена при злокачественных новообразованиях различной локализации, а также у больных paком желудка. Рассмотрены клиническое значение и роль активаторов плазминогена урокиназного (uPA) и тканевого (tPA) типов, а также их ингибиторов 1 и 2 типа (PAI-1 и PAI-2) в метастазировании и инвазии опухолей. Показано, что увеличение концентрации в опухоли uPA и PAI-1 может быть связано с повышенным риском возникновения метастазов и рецидивов заболевания, и наоборот высокое содержание в опухолевой ткани PAI-2 и tPA коррелирует с благоприятным прогнозом.
...
30 07 2026 10:37:32
Статья в формате PDF
91 KB...
29 07 2026 16:50:23
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 ::
