* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
331
ЭЙЛЕРА
УРАВНЕНИЯ
332
м а т и к е. 1) Д и ф е р е н ц и а л ь н о е у р - и е с л е д у ю щего вида:
dy dy
n
,_
г
2
d»-*y
с т а в л я ю щ и х в е к т о р а н а т у ж е о с ь , то и м е е м , о б о з н а ч а я п р о е к ц и и со н а оси ?, п, С ч е р е з р, q, г: Р& = Pi + Ра + Рз = Ж COS <р + Sin 0 Sin 9?
:
+ .•• + a_x
n x й 2
+ a y = 0,
n
(1) 2 = 2i + 2а +
— к а к о й - л и б о к о р е н ь у р - и я (2), то ч а с т н ы м и н т е г р а л о м у р -ия (1) будет
и 2 0
sin 9? + ~ sin & cos 9?,
г = г + г, + г . = ? + ? c d s 0 . Э т о — к и н е м а т и ч . у р - и я Э й л е р а . В соответст в и и с э т и м и м е ю т с я еще 3 у р - и я , у с т а н а в л и в а ющие динамич. за кон движения твер дого тела около сво ей н е п о д в и ж н о й т о ч к и . Д о п у с т и м , что т а кое т е л о н а х о д и т с я п о д в о з д е й с т в и е м вне шних сил F , F ,F , точки приложения к-рых определяются относительно точки О радиусами - вектора м и г , г. , г . В о з ь м е м к а к о й - л и б о э л е м е н т т е л а , м а с с а к - р о г о р а в н а Ли,-, к к о т о р о м у п р и л о ж е н а в н е ш н я я с и л а F, и р а в нодействующая всех внутренних сил Приме н я я к э т о м у э л е м е н т у т е о р е м у м о м е н т о в (см. Ме ханика теоретическая), имеем, о б о з н а ч а я м о м е н т ы с и л Fi и FI о т н о с и т е л ь н о О ч е р е з M и М:
x % 3 х г 3 t
Vr = Cia~ i*(f*=l, 2, п), где С/<—произвольные п о с т о я н н ы е . Е с л и все к о р н и у р - и я (2) р а з л и ч н ы , то о б щ и й и н т е г р а л у р - и я (1) б у д е т
п
z
y = C x ^ + C. x * + ... + С х = Е с л и и з ч и с л а п к о р н е й у р - и я (2) v к о р н е й р а в ны м е ж д у собой, т. ч. z = Z-x = . . . = z = z, а о с т а л ь н ы е к о р н и р а з л и ч н ы , то о б щ и й и н т е г р а л у р - и я (1) б у д е т р а в е н
1 2 п r v
z
z
2п
2 ^ -
C
Z>1
У = [С +C lnx
0 1
+ Cs ( I n ж) + . . . + С„ ( I n ж)"] x + ... + С „ ж г
2
z
+
+
2) Р а в е н с т в а , и л и ф-лы, Э й л е р а cos х + г sin х = е
гх
у
-
&Mi + М&
{
= [Fi • г,-] + {Fi • n l = -*t
[Лт чг ],
г {
cos ж — г sin ж = е & * / получаемые разложением в р я д ы тригонометрич. и п о к а з а т е л ь н ы х ф-ий ( с м . Дифферент гщальное исчисление). В т е о р е т и ч е ской механике. Е с л и тело вращается вокруг неподвижной т о ч к и О с у г л о в о й ско ростью, вектор кото р о й р а в е н со ( л и н и я д е й с т в и я в е к т о р а сов падает с мгновенной Фиг. 1. осью в р а щ е н и я в д а н >! -{- со + со , п р и ч е м н ы й м о м е н т ) , то со
2 3
где щ — в е к т о р н а я с к о р о с т ь э л е м е н т а . Т . к . сумма моментов всех внутренних сил относи т е л ь н о к а к о й - л и б о т о ч к и р а в н а н у л ю , то
где Ж — г л а в н ы й м о м е н т н ы й в е к т о р системы в н е ш н и х с и л о т н о с и т е л ь н о О; и н т е г р а л в п р а вой части в з я т по всему объему тела. Проекти р у я обе ч а с т и п о с л е д н е г о р а в е н с т в а н а ось х и о п у с к а я индексы, имеем M = Jdm
x
(y ^-z ^).
d
d
С д р у г о й с т о р о н ы , имеем v — [cor] и следовательно:
h&9,
dip dt
1? 2 3
dt
где со co , со — к о м п о н е н т ы по н а п р а в л е н и я м С, ON, z ( ф и г . 1 и 2), а у, гр и эйлеровы углы ( с м . ) . В свою о ч е р е д ь с п р о е к т и р у е м в е к т о р ы ш со , со н а о с и | , п, ?, о б о з н а ч и в к о м п о н е н ты векторов по этим осям соответственно че р е з 2> q гц q г. ; р , q , г , п р и этом получаем непосредственно:
ъ 2 3 ъ i} lf л 3 3 3
В з я в вторые производные, получаем М
х
= j dm у**
3
{у + z*) + со,со {у - z )
3 е х
2
2
2
+ + zx).
P i = P;
da
d 2 t a
21
= 0;&^ = !?,
da
+
А
^ ^ ж
%
р = - - соз со; ff = 3
sm
. &
r = 0.
2
+ со ш
а
J dm {у2 2
- z) +
J J dm
d m
w ^^ху,
+ ^ уз,
В е к т о р ж е co р а з л а г а е м в свою о ч е р е д ь п р е д в а р и т е л ь н о по н а п р а в л е н и ю оси f и по п е р п е н д и к у л я р н о м у к э т о й о с и н а п р а в л е н и ю , т . е. по н а п р а в л е н и ю , п е р п е н д и к у л я р н о м у к п р я м о й ON, п о с л е ч е г о п о л у ч а е м :
dv> . Ps = - J s i n
d
Так как + z) l J dm (у - г ) = I - I , где l , lyTs. l —моменты инерции тела относи т е л ь н о осей х, у, z, то M = lj?+ (I -I )co. co +
2 г x S y
x
J
dm {у
=
z
sin 9?;
8
dtp
q
3
dt sin
p
соз 9?;
x
z
y
2
3
r =^rcoa0. Т . к. проекция равнодействующего вектора на к а к у ю - л и б о ось р а в н я е т с я с у м м е п р о е к ц и й с о
+ J dm
2
х
уя>.
zx
)-
Е с л и за неподвижные оси в з я т ь мгновенное по л о ж е н и е г л а в н ы х осей и н е р ц и и т е л а относите л ь -