Klassik mexanikada Appell harakat tenglamasi (Gibbs-Appell harakat tenglamasi) 1879-yilda Josia Uillard Gibbs [1] va 1900-yilda Pol Emil Appell [2] tomonidan tasvirlangan klassik mexanikaning muqobil umumiy formulasidir.

Bayonot

tahrir

Gibbs-Appell tenglamasi quyidagicha

 

bu yerda   ixtiyoriy umumlashtirilgan tezlanish yoki umumlashtirilgan koordinatalarning ikkinchi marta hosilasidir.  , va   uning tegishli umumlashgan kuchidir . Umumlashtirilgan kuch bajarilgan ishni beradi

 

indeks bu yerda   ustidan yuguradi   umumlashtirilgan koordinatalar  , bu odatda tizimning erkinlik darajalariga mos keladi. Funktsiya   zarracha tezlanishlarining massaviy yigʻindisi kvadrati sifatida aniqlanadi,

 

indeks bu yerda   ustidan yuguradi   zarralar va

 

ning tezlashishi hisoblanadi   -chi zarra, uning pozitsiya vektorining ikkinchi marta hosilasi   . Har biri   umumlashtirilgan koordinatalar bilan ifodalanadi, va   umumlashgan tezlanishlar bilan ifodalanadi.

Klassik mexanikaning boshqa formulalari bilan aloqalari

tahrir

Appellning formulasi klassik mexanikaga hech qanday yangi fizikani kiritmaydi va shuning uchun Lagrang mexanikasi va Gamilton mexanikasi kabi klassik mexanikaning boshqa reformulalariga tengdir. Barcha klassik mexanika Nyutonning harakat qonunlarida mavjud. Baʼzi hollarda Appellning harakat tenglamasi odatda ishlatiladigan Lagranj mexanikasiga qaraganda qulayroq boʻlishi mumkin, ayniqsa golonomik boʻlmagan cheklovlar ishtirok etganda. Aslida, Appell tenglamasi toʻgʻridan-toʻgʻri Lagranjning harakat tenglamalariga olib keladi. [3] Bundan tashqari, u murakkab kosmik kemalarning harakatini tavsiflash uchun juda mos keladigan Keyn tenglamalarini olish uchun ishlatilishi mumkin. [4] Appell formulasi Gaussning eng kam cheklash printsipining qoʻllanilishidir. [5]

Chiqarish

tahrir

D umumlashtirilgan koordinatalarining cheksiz kichik oʻzgarishi uchun zarrachalarning joylashuvi r k oʻzgarishi

 

Vaqtga nisbatan ikkita hosila olish tezlashuvlar uchun ekvivalent tenglamani beradi.

 

Umumlashtirilgan koordinatalarda cheksiz kichik oʻzgarish dq r tomonidan bajarilgan ish

 

bu yerda k -chi zarra uchun Nyutonning ikkinchi qonuni

 

ishlatilgan. Formulani d r k oʻrniga qoʻyish va ikkita yigʻindining tartibini almashtirsak, formulalar hosil boʻladi.

 

Shuning uchun umumlashgan kuchlar

 

Bu umumlashtirilgan tezlanishlarga nisbatan S ning hosilasiga teng

 

Appellning harakat tenglamasi olinadi

 

Misollar

tahrir

Qattiq jismlar dinamikasining Eyler tenglamalari

tahrir

Eyler tenglamalari Appell formulasining ajoyib tasvirini beradi.

Qattiq tayoqchalar bilan birlashtirilgan N zarrachaning qattiq tanasini koʻrib chiqaylik. Tananing aylanishini burchak tezligi vektori bilan tasvirlash mumkin  , va mos keladigan burchak tezlanish vektori

 

Aylanish uchun umumlashtirilgan kuch moment hisoblanadi  , cheksiz kichik aylanish uchun bajarilgan ish beri   hisoblanadi   . ning tezligi   -chi zarracha tomonidan berilgan

 

bu yerda   zarrachaning Dekart koordinatalaridagi holati; uning mos keladigan tezlanishi

 

Shuning uchun, funktsiya   sifatida yozilishi mumkin

 

ga nisbatan S ning hosilasini belgilash   momentga teng Eyler tenglamalarini beradi

 
 
 

Manbalar

tahrir

Qoʻshimcha adabiyotlar

tahrir
  1. Gibbs, JW (1879). "On the Fundamental Formulae of Dynamics.". American Journal of Mathematics 2 (1): 49–64. doi:10.2307/2369196. 
  2. Appell, P (1900). "Sur une forme générale des équations de la dynamique.". Journal für die reine und angewandte Mathematik 121: 310–?. 
  3. Deslodge, Edward A. (1988). "The Gibbs–Appell equations of motion". American Journal of Physics 56 (9): 841–46. doi:10.1119/1.15463. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01399766/file/EAD.pdf. 
  4. Deslodge, Edward A. (1987). "Relationship between Kane's equations and the Gibbs-Appell equations". Journal of Guidance, Control, and Dynamics (American Institute of Aeronautics and Astronautics) 10 (1): 120–22. doi:10.2514/3.20192. 
  5. Lewis, Andrew D. (August 1996). "The geometry of the Gibbs-Appell equations and Gauss' principle of least constraint". Reports on Mathematical Physics 38 (1): 11–28. doi:10.1016/0034-4877(96)87675-0. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01401930/file/ADL.pdf.