Appell harakat tenglamasi
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
tahrirGibbs-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
tahrirAppellning 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
tahrirD 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
tahrirQattiq jismlar dinamikasining Eyler tenglamalari
tahrirEyler 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- Pars, LA. A Treatise on Analytical Dynamics. Woodbridge, Connecticut: Ox Bow Press, 1965 — 197–227,631–632-bet.
- Whittaker, ET. A Treatise on the Analytical Dynamics of Particles and Rigid Bodies, with an Introduction to the Problem of Three Bodies, 4th, New York: Dover Publications, 1937. ISBN.
- Seeger (1930). "Appell's equations". Journal of the Washington Academy of Science 20: 481–484.
- Brell, H (1913). "Nachweis der Aquivalenz des verallgemeinerten Prinzipes der kleinsten Aktion mit dem Prinzip des kleinsten Zwanges". Wien. Sitz. 122: 933–944. Connection of Appell’s formulation with the principle of least action.
Qoʻshimcha adabiyotlar
tahrir- PDF copy of Appell’s article at Goettingen University
- PDF copy of a second article on Appell’s equations and Gauss’s principle
- ↑ Gibbs, JW (1879). "On the Fundamental Formulae of Dynamics.". American Journal of Mathematics 2 (1): 49–64. doi:10.2307/2369196.
- ↑ Appell, P (1900). "Sur une forme générale des équations de la dynamique.". Journal für die reine und angewandte Mathematik 121: 310–?.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.