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Механика.Методика решения задач

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ȽɅȺȼȺ 8. ɋɜɨɛɨɞɧɵɟ ɢ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ

301

ɝɞɟ xɩɪ – ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɚ ɬɨɱɤɢ ɤɪɟɩɥɟɧɢɹ ɥɟɜɨɣ ɧɢɬɢ ɤ ɩɪɭɠɢɧɟ, xɩɪ,0

– ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɚ ɬɨɣ ɠɟ ɬɨɱɤɢ ɩɪɢ ɧɟɪɚɫɬɹɧɭɬɨɣ ɩɪɭɠɢɧɟ.

ɉɨɫɤɨɥɶɤɭ ɧɢɬɢ ɩɨ ɭɫɥɨɜɢɸ ɡɚɞɚɱɢ ɧɟɪɚɫɬɹɠɢɦɵ, ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɭɝɥɚ ɩɨɜɨɪɨɬɚ ɛɥɨɤɚ ɢ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ ɬɟɥɚ ɢ ɬɨɱɤɢ ɤɪɟɩɥɟɧɢɹ ɧɢɬɢ ɤ ɩɪɭɠɢɧɟ ɫɜɹɡɚɧɵ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɹɦɢ:

ǻD

ǻx

 

,

 

(8.116)

r

 

 

 

 

ǻD

ǻxɩɪ

.

(8.117)

 

 

R

 

 

 

Ⱦɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɭɹ (8.116) ɩɨ ɜɪɟɦɟɧɢ, ɩɨɥɭɱɚɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɤɢɧɟɦɚɬɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ ɭɝɥɨɜɨɝɨ ɭɫɤɨɪɟɧɢɹ ɛɥɨɤɚ ɢ ɭɫɤɨɪɟɧɢɹ ɬɟɥɚ:

 

 

 

 

 

x

 

 

r .

(8.118)

D

ɂɫɤɥɸɱɚɹ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɭɝɥɚ ɩɨɜɨɪɨɬɚ ɛɥɨɤɚ ǻD ɢɡ (8.116) ɢ (8.117), ɩɨɥɭɱɚɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɤɢɧɟɦɚɬɢɱɟɫɤɨɣ ɫɜɹɡɢ ɢɡɦɟɧɟɧɢɣ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ ɬɨɱɤɢ ɤɪɟɩɥɟɧɢɹ ɥɟɜɨɣ ɧɢɬɢ ɤ ɩɪɭɠɢɧɟ ɢ ɬɟɥɚ:

ǻx

ɩɪ

ǻx

R

.

 

 

(8.119)

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ȼɨɫɩɨɥɶɡɨɜɚɜɲɢɫɶ (8.119), ɩɪɟɨɛɪɚɡɭɟɦ (8.115) ɤ ɜɢɞɭ:

T

 

k (x x )

R

,

(8.120)

 

r

2

 

0

 

 

ɝɞɟ x0 – ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɚ ɬɟɥɚ ɜ ɩɨɥɨɠɟɧɢɢ, ɤɨɝɞɚ ɩɪɭɠɢɧɚ ɧɟ ɪɚɫɬɹɧɭ-

ɬɚ.

ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɡɚɩɢɫɚɧɚ ɩɨɥɧɚɹ ɫɢɫɬɟɦɚ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.113), (8.114), (8.118) ɢ (8.120), ɤɨɬɨɪɚɹ ɫ ɭɱɟɬɨɦ ɧɚɱɚɥɶɧɵɯ ɭɫɥɨɜɢɣ ɩɨɡɜɨɥɹɟɬ ɩɨɥɭɱɢɬɶ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɬɟɥɚ.

III. ɂɫɤɥɸɱɚɹ D , T1 ɢ T2 ɢɡ ɫɢɫɬɟɦɵ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.113),

(8.114), (8.118) ɢ (8.120), ɩɨɥɭɱɚɟɦ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥɶɧɨɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɜɬɨɪɨɝɨ ɩɨɪɹɞɤɚ ɞɥɹ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɵ ɬɟɥɚ x :

§

J

·

 

 

 

R 2

 

 

¨m

 

k

(x x0 )

 

0 .

(8.121)

 

¸x

K x mg FȺɪɯ

r 2

©

r 2 ¹

 

 

 

 

 

ɇɚɣɞɟɦ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɭ ɬɟɥɚ

xðàâí

ɜ ɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ, ɩɪɢ

 

 

 

 

 

 

0

 

ɤɨɬɨɪɨɦ ɨɬɫɭɬɫɬɜɭɸɬ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ( x

ɢ x

0 ):

x

 

x (mg F )

r 2

.

 

 

(8.122)

 

kR2

 

 

 

ɪɚɜɧ

0

Ⱥɪɯ

 

 

 

 

302

 

 

 

ɆȿɏȺɇɂɄȺ. ɆȿɌɈȾɂɄȺ Ɋȿɒȿɇɂə ɁȺȾȺɑ

ɋɞɟɥɚɟɦ ɡɚɦɟɧɭ ɩɟɪɟɦɟɧɧɵɯ, ɨɡɧɚɱɚɸɳɭɸ ɜɜɟɞɟɧɢɟ ɤɨɨɪɞɢ-

ɧɚɬɵ ɬɟɥɚ [ , ɨɬɫɱɢɬɵɜɚɟɦɨɣ ɨɬ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ:

 

[ x xɪɚɜɧ .

 

 

(8.123)

ȼ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɢɡ (8.121) ɩɨɥɭɱɢɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɞɥɹ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɵ

ɬɟɥɚ [ :

 

 

 

 

Kr 2

kR 2

 

[

 

[

 

[ 0 ,

(8.124)

mr 2 J

mr 2 J

ɤɨɬɨɪɨɟ ɢɦɟɟɬ ɜɢɞ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ (ɫɦ. (8.33) ɜ ɩ. 8.1. Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɢɣ ɦɚɬɟɪɢɚɥ).

ɋɪɚɜɧɢɜɚɹ ɩɨɥɭɱɟɧɧɨɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɫ (8.33), ɞɥɹ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ

ɡɚɬɭɯɚɧɢɹ G

 

ɢ ɱɚɫɬɨɬɵ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɧɟɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ Z0

ɦɨɠɧɨ ɡɚɩɢɫɚɬɶ:

 

G

 

 

 

Kr 2

 

 

 

 

 

,

(8.125)

 

2(mr 2 J )

Z0

 

 

 

kR2

 

 

 

 

 

.

(8.126)

 

 

 

 

 

 

 

mr 2 J

 

Ɋɟɲɟɧɢɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ (8.124) ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɮɭɧɤɰɢɹ

 

[ (t)

Ⱥe G t cos(Zt M0 ) ,

(8.127)

ɝɞɟ Z

Z02 G 2 ɱɚɫɬɨɬɚ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɦɚɹ

ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɟɦɨɣ ɤɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ, A ɚɦɩɥɢɬɭɞɚ ɢ M0 ɧɚɱɚɥɶɧɚɹ ɮɚɡɚ, ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɦɵɟ ɧɚɱɚɥɶɧɵɦɢ ɭɫɥɨ-

ɜɢɹɦɢ.

ɉɪɢ ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨɦ ɜɵɛɨɪɟ ɧɚɱɚɥɚ ɨɬɫɱɟɬɚ ɥɚɛɨɪɚɬɨɪɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɬɟɥɚ ɛɭɞɟɬ ɢɦɟɬɶ ɜɢɞ:

x(t)

xɪɚɜɧ Ⱥe G t cos(Zt M0 ) ,

(8.128)

ɋ ɭɱɟɬɨɦ ɧɚɱɚɥɶɧɵɯ ɭɫɥɨɜɢɣ, ɡɚɞɚɧɧɵɯ ɜ ɡɚɞɚɱɟ,

 

x(t

0)

xɪɚɜɧ ,

(8.129)

 

 

 

 

(8.130)

x(t 0) V0

ɧɚɯɨɞɢɦ ɚɦɩɥɢɬɭɞɭ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɬɟɥɚ A ɢ ɧɚɱɚɥɶɧɭɸ ɮɚɡɭ M0 :

A

V0

 

 

 

,

(8.131)

Z2

G 2

 

0

 

 

 

ȽɅȺȼȺ 8. ɋɜɨɛɨɞɧɵɟ ɢ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ

303

M0

S .

(8.132)

 

2

 

ɂɫɤɨɦɵɣ ɜ ɡɚɞɚɱɟ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɬɟɥɚ ɨɩɢɫɵɜɚɟɬ ɡɚɬɭɯɚɸ-

ɳɢɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ (ɫɦ. ɪɢɫ. 8.26):

x(t) xɪɚɜɧ

V0

e G t sin Z02 G 2 t .

(8.133)

 

Z2 G 2

 

 

 

0

 

 

x(t)

 

 

 

xɪɚɜɧ

 

 

t

Ɋɢɫ. 8.26

ɋɥɟɞɭɟɬ ɨɬɦɟɬɢɬɶ, ɱɬɨ ɩɨɥɭɱɟɧɧɨɟ ɪɟɲɟɧɢɟ ɫɩɪɚɜɟɞɥɢɜɨ ɩɪɢ ɦɚɥɨɦ ɡɚɬɭɯɚɧɢɢ, ɤɨɝɞɚ G Z0 (ɫɦ. ɩ. 8.1.2. ɋɨɛɫɬɜɟɧɧɵɟ ɡɚɬɭɯɚɸ-

ɳɢɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ). ȿɫɥɢ ɧɟɪɚɜɟɧɫɬɜɨ ɧɟ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ, ɬɨ ɪɟɲɟɧɢɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ (8.121) ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɮɭɧɤɰɢɹ (8.41)

 

 

§

G

G

2

Z

2

·

§

G

G

2

Z

2

·

 

 

x(t) x

 

¨

 

0

¸t

¨

 

0

¸t

,

(8.134)

ɪɚɜɧ

A e©

 

 

 

 

¹

A e©

 

 

 

 

¹

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ɝɞɟ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ Ⱥ1 ɢ Ⱥ2 ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬɫɹ ɧɚɱɚɥɶɧɵɦɢ ɭɫɥɨɜɢɹɦɢ

(8.129) ɢ (8.130):

A1

A2

 

V0

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G 2 Z02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɬɟɥɚ ɩɪɢɧɢɦɚɟɬ ɜɢɞ:

 

 

 

 

 

V

§

§

G

2

2

·

 

§

G

2

2

·

 

 

 

 

¨

G

Z0

¸t

 

¨

G

Z0

¸t ·

 

 

 

 

 

0

 

¨

©

 

 

 

¹

 

©

 

 

 

¹

¸

x(t)

xɪɚɜɧ

 

 

 

¨e

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

¸ .

2 G

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z0

©

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¹

(8.135)

(8.136)

ȼɵɪɚɠɟɧɢɟ (8.136) ɨɩɢɫɵɜɚɟɬ ɚɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢɣ ɩɪɨɰɟɫɫ (ɫɦ. ɪɢɫ. 8.27), ɩɪɢ ɤɨɬɨɪɨɦ ɜ ɫɢɫɬɟɦɟ ɧɟ ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɨɧɚ ɷɤɫɩɨɧɟɧɰɢɚɥɶɧɨ ɩɪɢɛɥɢɠɚɟɬɫɹ ɤ ɩɨɥɨɠɟɧɢɸ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ.

304

ɆȿɏȺɇɂɄȺ. ɆȿɌɈȾɂɄȺ Ɋȿɒȿɇɂə ɁȺȾȺɑ

x(t)

xɪɚɜɧ

t

Ɋɢɫ. 8.27

Ɂɚɞɚɱɚ 8.7

(ɋɜɨɛɨɞɧɵɟ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ)

Ɍɨɧɤɢɣ ɨɞɧɨɪɨɞɧɵɣ ɞɢɫɤ ɦɚɫɫɨɣ m ɢ ɪɚɞɢɭɫɨɦ R, ɩɨɞɜɟɲɟɧɧɵɣ ɜ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɨɦ ɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɤ ɭɩɪɭɝɨɣ ɧɢɬɢ, ɨɬɤɥɨɧɢɥɢ ɧɚ ɭɝɨɥ D0 ɨɬ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ ɢ ɨɬɩɭɫɬɢɥɢ ɫ ɧɭɥɟɜɨɣ ɧɚɱɚɥɶ-

ɧɨɣ ɭɝɥɨɜɨɣ ɫɤɨɪɨɫɬɶɸ. Ⱦɢɫɤ ɫɨɜɟɪɲɚɟɬ ɤɪɭɬɢɥɶɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɜ ɜɹɡɤɨɣ ɠɢɞɤɨɫɬɢ (ɫɦ. ɪɢɫ. 8.28). ɋɢɥɚ ɜɹɡɤɨ-

ɝɨ ɬɪɟɧɢɹ, ɞɟɣɫɬɜɭɸɳɚɹ ɧɚ ɟɞɢɧɢɰɭ ɩɥɨɳɚɞɢ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɞɢɫɤɚ ɫɨ ɫɬɨɪɨɧɵ ɠɢɞɤɨɫɬɢ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɪɚɜɧɚ fɜ

Kȣ , ɝɞɟ K

const , X – ɫɤɨɪɨɫɬɶ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɞɚɧɧɨɝɨ ɷɥɟɦɟɧɬɚ ɞɢɫɤɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɠɢɞ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɤɨɫɬɢ. Ɇɨɦɟɧɬ ɭɩɪɭɝɢɯ ɫɢɥ ɫɨ ɫɬɨɪɨɧɵ ɧɢɬɢ

 

Ɋɢɫ. 8.28

 

ɪɚɜɟɧ M ɭɩɪ

DD , ɝɞɟ

D – ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɣ ɤɨɷɮ-

 

 

 

 

 

 

 

ɮɢɰɢɟɧɬ, D – ɭɝɨɥ ɩɨɜɨɪɨɬɚ ɞɢɫɤɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ. ɇɚɣɬɢ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɞɢɫɤɚ.

Ɋɟɲɟɧɢɟ

I. ɂɫɩɨɥɶɡɭɟɦ ɞɢɧɚɦɢɱɟɫɤɢɣ ɦɟɬɨɞ ɪɟɲɟɧɢɹ ɡɚɞɚɱɢ. Ⱦɢɫɤ ɛɭɞɟɦ ɫɱɢɬɚɬɶ ɚɛɫɨɥɸɬɧɨ ɬɜɟɪɞɵɦ ɬɟɥɨɦ. ɇɚ ɧɟɝɨ ɞɟɣɫɬɜɭɸɬ ɬɪɢ ɫɢɥɵ: ɫɢɥɚ ɬɹɠɟɫɬɢ, ɭɩɪɭɝɚɹ ɫɢɥɚ ɫɨ ɫɬɨɪɨɧɵ ɧɢɬɢ ɢ ɫɢɥɚ ɜɹɡɤɨɝɨ ɬɪɟɧɢɹ, ɞɟɣɫɬɜɭɸɳɚɹ ɫɨ ɫɬɨɪɨɧɵ ɠɢɞɤɨɫɬɢ. ɉɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɭɤɚɡɚɧɧɵɯ ɫɢɥ ɞɢɫɤ ɫɨɜɟɪɲɚɟɬ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɟ ɤɪɭɬɢɥɶɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɜɨɤɪɭɝ ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɨɣ ɨɫɢ, ɩɪɨɯɨɞɹɳɟɣ ɱɟɪɟɡ ɰɟɧɬɪ ɞɢɫɤɚ.

II. Ɂɚɩɢɲɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɦɨɦɟɧɬɨɜ (ɫɦ. (6.48) ɜ ɩ. 6.1.2. Ƚɥɚɜɵ 6) ɞɥɹ ɞɢɫɤɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɨɣ ɨɫɢ, ɩɪɨɯɨɞɹɳɟɣ ɱɟɪɟɡ ɟɝɨ ɰɟɧɬɪ:

 

M ɜ ,

(8.137)

JD M ɭɩɪ

ȽɅȺȼȺ 8. ɋɜɨɛɨɞɧɵɟ ɢ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ

305

ɝɞɟ J – ɦɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɞɢɫɤɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ ɜɪɚɳɟɧɢɹ, Mɜ – ɦɨɦɟɧɬ ɫɢɥ ɜɹɡɤɨɝɨ ɬɪɟɧɢɹ. Ɇɨɦɟɧɬ ɫɢɥɵ ɬɹɠɟɫɬɢ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɭɤɚɡɚɧɧɨɣ ɨɫɢ ɪɚɜɟɧ ɧɭɥɸ.

Ɇɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɞɢɫɤɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɟɝɨ ɨɫɢ, ɫɨɜɩɚɞɚɸɳɟɣ ɫ ɨɫɶɸ ɜɪɚɳɟɧɢɹ, ɪɚɜɟɧ (ɫɦ. (6.44) ɜ Ƚɥɚɜɟ 6):

J

 

mR2

 

 

 

 

.

 

(8.138)

2

 

 

 

 

 

Ɂɚɩɢɲɟɦ ɦɨɦɟɧɬ dMɜ ɫɢɥɵ ɬɪɟɧɢɹ, ɞɟɣɫɬɜɭɸɳɟɣ ɧɚ ɤɨɥɶɰɟ-

ɨɛɪɚɡɧɵɣ

 

ɷɥɟɦɟɧɬ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ

ɞɢɫɤɚ ɪɚɞɢɭɫɨɦ

r ɢ ɩɥɨɳɚɞɶɸ

dS = 2Srdr:

 

 

dM

3

 

(8.139)

ɜ 2SrdrKXr 2Sr KdrD .

ɍɱɢɬɵɜɚɹ, ɱɬɨ ɫɢɥɚ ɜɹɡɤɨɝɨ ɬɪɟɧɢɹ ɞɟɣɫɬɜɭɟɬ ɧɚ ɨɛɟ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɞɢɫɤɚ, ɧɚɣɞɟɦ ɫɭɦɦɚɪɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɫɢɥ ɬɪɟɧɢɹ, ɢɧɬɟɝɪɢɪɭɹ ɩɨ ɨɛɟɢɦ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɹɦ ɞɢɫɤɚ:

R

 

M ɜ 2 2SKD ³r3dr SKR4D .

(8.140)

0

 

III. ɍɪɚɜɧɟɧɢɟ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɞɢɫɤɚ

ɩɨɥɭɱɚɟɦ ɩɨɞɫɬɚɧɨɜɤɨɣ

(8.140) ɜ (8.137) ɫ ɭɱɟɬɨɦ (8.138) ɢ ɡɚɞɚɧɧɨɝɨ ɜ ɭɫɥɨɜɢɢ ɡɚɞɚɱɢ ɜɵɪɚɠɟɧɢɹ ɞɥɹ ɦɨɦɟɧɬɚ ɭɩɪɭɝɢɯ ɫɢɥ:

 

2SKR2

 

 

2D

D 0 .

 

m

mR 2

(8.141)

D

D

ɋɪɚɜɧɢɜɚɹ (8.141) ɫ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟɦ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ (8.33), ɩɨɥɭɱɢɦ ɜɵɪɚɠɟɧɢɹ ɞɥɹ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ ɡɚɬɭɯɚɧɢɹ G ɢ ɱɚɫɬɨɬɵ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɧɟɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɞɢɫɤɚ Z0 :

G

SKR2

 

(8.142)

,

 

 

m

 

 

Z0

 

2D

.

(8.143)

 

 

 

 

mR2

ɫɥɚɛɨɝɨ ɡɚɬɭɯɚɧɢɹ ( G Z0 )

ɪɟɲɟɧɢɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ

ȼ

ɫɥɭɱɚɟ

(8.141) ɢɦɟɟɬ ɜɢɞ (ɫɦ. (8.34)):

 

D

Ae G t cos(Zt M0 ) ,

(8.144)

ɝɞɟ Z

Z2 G 2

– ɱɚɫɬɨɬɚ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ

 

0

 

 

 

ɞɢɫɤɚ, A – ɚɦɩɥɢɬɭɞɚ, M0 – ɧɚɱɚɥɶɧɚɹ ɮɚɡɚ.

ɋ ɭɱɟɬɨɦ ɧɚɱɚɥɶɧɵɯ ɭɫɥɨɜɢɣ, ɡɚɞɚɧɧɵɯ ɜ ɡɚɞɚɱɟ,

306

 

ɆȿɏȺɇɂɄȺ. ɆȿɌɈȾɂɄȺ Ɋȿɒȿɇɂə ɁȺȾȺɑ

D(t

0)

D0 ,

(8.145)

 

0)

0

(8.146)

D(t

ɧɚɯɨɞɢɦ ɚɦɩɥɢɬɭɞɭ A ɢ ɧɚɱɚɥɶɧɭɸ ɮɚɡɭ M0 ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɞɢɫɤɚ:

A

D0 ,

 

(8.147)

M0

0 .

 

(8.148)

ɂɫɤɨɦɵɣ ɜ ɡɚɞɚɱɟ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɞɢɫɤɚ ɨɩɢɫɵɜɚɟɬ ɡɚɬɭ-

ɯɚɸɳɢɟ

ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ

ɩɨɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ (ɫɦ.

ɪɢɫ. 8.29):

 

 

D(t) D0e G t cos Z02 G 2 t ,

(8.149)

 

D(t)

 

 

D0

 

 

 

0

 

t

Ɋɢɫ. 8.29

ɉɨɥɭɱɟɧɧɨɟ ɪɟɲɟɧɢɟ ɫɩɪɚɜɟɞɥɢɜɨ ɩɪɢ ɦɚɥɨɦ ɡɚɬɭɯɚɧɢɢ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɤɨɝɞɚ G Z0 (ɫɦ. ɩ. 8.1.2. ɋɨɛɫɬɜɟɧɧɵɟ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɟ ɤɨɥɟ-

ɛɚɧɢɹ). ȿɫɥɢ ɧɟɪɚɜɟɧɫɬɜɨ ɧɟ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ, ɬɨ ɪɟɲɟɧɢɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ (8.141) ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɮɭɧɤɰɢɹ (8.41)

 

§

G

G

2

Z

2

·

§

G

G

2

Z

2

·

 

 

D(t)

¨

 

0

¸t

¨

 

0

¸t

,

(8.150)

A e©

 

 

 

 

¹

A e©

 

 

 

 

¹

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ɝɞɟ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ A1 ɢ A2 ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬɫɹ ɧɚɱɚɥɶɧɵɦɢ ɭɫɥɨɜɢɹɦɢ

(8.145) ɢ (8.146):

 

D0

§

 

 

 

G

·

 

A

¨1

 

 

¸ .

(8.151)

2

 

 

1

©¨

 

 

 

G 2 Z02 ¹¸

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D0

§

 

 

 

G

·

 

A

 

 

¨1

 

 

 

¸ .

(8.152)

2

 

 

 

 

2

©¨

 

 

 

G 2 Z02 ¹¸

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɡɚɤɨɧ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɞɢɫɤɚ ɜ ɠɢɞɤɨɫɬɢ ɩɪɢɧɢɦɚɟɬ ɜɢɞ:

ȽɅȺȼȺ 8. ɋɜɨɛɨɞɧɵɟ ɢ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ

307

 

 

 

§

 

 

 

 

 

 

·

 

 

§

G G

2

Z

2

 

·

 

 

D(t)

D0 ¨

1

 

 

G

¸

e

¨

 

0

 

¸t

 

 

 

 

©

 

 

 

 

 

 

 

¹

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ©¨

 

 

G 2 Z02 ¹¸

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D0

§

 

 

 

 

G

·

 

 

§

G

 

2

Z

2

·

 

 

 

 

 

¨

 

 

 

 

 

¸

 

 

¨

G

 

¸t

 

 

 

 

1

 

 

e

©

 

 

 

 

0

¹

.

(8.153)

 

2

¨

G

2

2

¸

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©

 

 

 

 

Z0

¹

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ȼɵɪɚɠɟɧɢɟ (8.153) ɨɩɢɫɵɜɚɟɬ ɚɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢɣ ɩɪɨɰɟɫɫ (ɫɦ. ɪɢɫ. 8.30), ɩɪɢ ɤɨɬɨɪɨɦ ɜ ɫɢɫɬɟɦɟ ɧɟ ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɨɧɚ ɷɤɫɩɨɧɟɧɰɢɚɥɶɧɨ ɩɪɢɛɥɢɠɚɟɬɫɹ ɤ ɩɨɥɨɠɟɧɢɸ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ.

D(t)

D0

 

0

t

 

Ɋɢɫ. 8.30

Ɂɚɞɚɱɚ 8.8

(ȼɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ, ɪɟɡɨɧɚɧɫ)

Ɍɟɥɨ ɦɚɫɫɨɣ m = 100 ɝ, ɩɨɞɜɟɲɟɧɧɨɟ ɧɚ ɥɟɝɤɨɣ ɩɪɭɠɢɧɟ ɠɟɫɬɤɨɫɬɶɸ k = 40 ɇ/ɦ, ɫɨɜɟɪɲɚɟɬ ɭɫɬɚɧɨɜɢɜɲɢɟɫɹ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɨɣ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ F F0 cos pt , ɱɚɫɬɨɬɚ

ɤɨɬɨɪɨɣ p = 25 ɪɚɞ/ɫ ɢ ɚɦɩɥɢɬɭɞɚ F0 1Í . ɋɦɟɳɟɧɢɟ ɬɟɥɚ ɢɡ ɩɨ-

ɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ ɨɬɫɬɚɟɬ ɩɨ ɮɚɡɟ ɨɬ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ ɧɚ M 3S / 4 . Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɞɨɛɪɨɬɧɨɫɬɶ ɤɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ Q , ɚ

ɬɚɤɠɟ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɭɸ ɱɚɫɬɨɬɭ pɪɟɡ , ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɢɟ ɪɟɡɨɧɚɧɫɭ ɫɦɟɳɟɧɢɹ, ɢ ɚɦɩɥɢɬɭɞɭ ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɩɪɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɟ Aɪɟɡ .

Ɋɟɲɟɧɢɟ

I. ɇɚ ɬɟɥɨ, ɩɨɞɜɟɲɟɧɧɨɟ ɧɚ ɩɪɭɠɢɧɟ ɞɟɣɫɬɜɭɸɬ ɱɟɬɵɪɟ ɫɢɥɵ: ɫɢɥɚ ɬɹɠɟɫɬɢ, ɫɢɥɚ ɭɩɪɭɝɨɫɬɢ ɫɨ ɫɬɨɪɨɧɵ ɩɪɭɠɢɧɵ, ɫɢɥɚ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɹ ɜɨɡɞɭɯɚ ɢ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɚɹ ɫɢɥɚ F F0 cos p t . Ʉɚɤ ɛɵɥɨ ɨɬɦɟ-

ɱɟɧɨ ɜ ɩ. 8.1.1, ɩɨɫɬɨɹɧɧɚɹ ɫɢɥɚ ɬɹɠɟɫɬɢ ɧɟ ɜɥɢɹɟɬ ɧɚ ɱɚɫɬɨɬɭ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ, ɨɧɚ ɥɢɲɶ ɫɦɟɳɚɟɬ ɩɨɥɨɠɟɧɢɟ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ.

308

ɆȿɏȺɇɂɄȺ. ɆȿɌɈȾɂɄȺ Ɋȿɒȿɇɂə ɁȺȾȺɑ

ɉɨɷɬɨɦɭ ɪɟɲɟɧɢɟ ɡɚɞɚɱɢ ɛɭɞɟɬ ɫɩɪɚɜɟɞɥɢɜɨ ɤɚɤ ɩɪɢ ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɵɯ, ɬɚɤ ɢ ɩɪɢ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹɯ ɬɟɥɚ ɧɚ ɩɪɭɠɢɧɟ. ɉɨ ɭɫɥɨɜɢɸ ɡɚɞɚɱɢ ɩɪɭɠɢɧɚ ɥɟɝɤɚɹ, ɟɟ ɦɚɫɫɨɣ ɩɪɟɧɟɛɪɟɝɚɟɦ, ɫɱɢɬɚɹ ɟɟ ɪɚɜɧɨɣ ɧɭɥɸ.

II. ɂɫɤɨɦɚɹ ɞɨɛɪɨɬɧɨɫɬɶ ɤɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟɦ (8.40):

Q

Z

.

(8.154)

 

 

2G

 

Ɂɞɟɫɶ Ȧ – ɱɚɫɬɨɬɚ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɬɟɥɚ, ɤɨɬɨɪɚɹ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɩ. 8.1.2 ɪɚɜɧɚ:

Z

Z02 G 2 .

(8.155)

ɑɚɫɬɨɬɚ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɧɟɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ Z0

ɬɟɥɚ ɧɚ

ɧɟɜɟɫɨɦɨɣ ɩɪɭɠɢɧɟ (ɫɦ. (8.8)) ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɦɚɫɫɨɣ ɬɟɥɚ m ɢ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɨɦ ɠɟɫɬɤɨɫɬɢ ɩɪɭɠɢɧɵ k:

Z0

k

.

(8.156)

 

 

m

 

Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɡɚɬɭɯɚɧɢɹ G, ɜɯɨɞɹɳɢɣ ɜ ɮɨɪɦɭɥɵ (8.154) ɢ (8.155), ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬ ɡɚɞɚɧɧɵɣ ɜ ɭɫɥɨɜɢɢ ɡɚɞɚɱɢ ɮɚɡɨɜɵɣ ɫɞɜɢɝ M ɦɟɠɞɭ ɫɦɟɳɟɧɢɟɦ ɢ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɨɣ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɜɵɪɚ-

ɠɟɧɢɟɦ (8.46):

tg M

2Gp

 

p2 Z02 .

(8.157)

ɂɫɤɨɦɚɹ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɚɹ ɱɚɫɬɨɬɚ ɩɪɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɟ ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ (8.48) ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟɦ:

pɪɟɡ

Z02 2G 2 .

(8.158)

ɉɪɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɨɣ ɱɚɫɬɨɬɟ ɢɫɤɨɦɚɹ ɚɦɩɥɢɬɭɞɚ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ (ɫɦ. (8.49)) ɪɚɜɧɚ:

Aɪɟɡ

A( pɪɟɡ )

 

F0

.

(8.159)

2Gm

Z02 G 2

 

 

 

 

ɉɨɥɭɱɟɧɚ ɩɨɥɧɚɹ ɫɢɫɬɟɦɚ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.154) – (8.159) ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɧɟɢɡɜɟɫɬɧɵɯ ɜ ɡɚɞɚɱɟ ɜɟɥɢɱɢɧ – ɞɨɛɪɨɬɧɨɫɬɢ Q , ɪɟɡɨɧɚɧɫ-

ɧɨɣ ɱɚɫɬɨɬɵ pɪɟɡ ɢ ɚɦɩɥɢɬɭɞɵ ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɩɪɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɟ Aɪɟɡ .

III. ɋɨɜɦɟɫɬɧɨɟ ɪɟɲɟɧɢɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.154) – (8.157) ɞɚɟɬ ɜɵɪɚɠɟɧɢɟ ɞɥɹ ɞɨɛɪɨɬɧɨɫɬɢ ɤɨɥɟɛɚɬɟɥɶɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ:

ȽɅȺȼȺ 8. ɋɜɨɛɨɞɧɵɟ ɢ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

309

Q

 

 

Z02 p2

 

 

1

 

 

 

 

 

kmp2

 

 

 

 

 

1

.

 

 

 

(8.160)

2

( p

2

2

2

4

 

 

 

2

 

 

 

2

k)

2

4

 

 

 

 

tg M

 

Z0 )

 

 

 

 

 

 

tg

M(mp

 

 

 

 

 

 

 

 

ɂɫɤɨɦɭɸ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɭɸ ɱɚɫɬɨɬɭ

pɪɟɡ

ɧɚɯɨɞɢɦ, ɪɟɲɚɹ ɫɢɫɬɟɦɭ

ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.156) – (8.158):

 

 

 

 

 

 

 

tg2M mp2 k 2

 

 

 

 

pɪɟɡ

 

Z02

tg2M( p2 Z02 )2

 

 

k

 

.

 

(8.161)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 p2

 

 

 

 

 

m

 

 

2m2p2

 

 

 

 

 

 

Ⱥɦɩɥɢɬɭɞɭ ɫɦɟɳɟɧɢɹ ɩɪɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɟ

Aɪɟɡ

ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɦ, ɪɟɲɚɹ

ɫɢɫɬɟɦɭ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.156), (8.157) ɢ (8.159):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aɪɟɡ

A( pɪɟɡ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F0 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m( p2 Z02 )tgM Z02

tg2M( p2 Z02 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F0 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

(8.162)

 

 

(mp2 k )tgM

 

 

k

 

tg2M mp2 k 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4m2 p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɉɨɞɫɬɚɜɥɹɹ ɱɢɫɥɟɧɧɵɟ ɡɧɚɱɟɧɢɹ ɡɚɞɚɧɧɵɯ ɜ ɭɫɥɨɜɢɢ ɡɚɞɚɱɢ

ɜɟɥɢɱɢɧ ɜ ɩɨɥɭɱɟɧɧɵɟ ɮɨɪɦɭɥɵ (8.160) (8.162), ɩɨɥɭɱɚɟɦ:

 

Q | 2,17 ;

pɪɟɡ |19,0 ɪɚɞ/ɫ ;

Aɪɟɡ

| 5,7 ɫɦ .

 

 

 

 

 

 

 

 

Ɂɚɞɚɱɚ 8.9

(ȼɵɧɭɠɞɟɧɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ, ɪɟɡɨɧɚɧɫ) Ƚɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɵɣ ɩɪɭɠɢɧɧɵɣ ɦɚɹɬɧɢɤ ɫɨɜɟɪɲɚɟɬ ɜɵɧɭɠɞɟɧ-

ɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɝɚɪɦɨɧɢɱɟɫɤɨɣ ɫɢɥɵ F (t) F0 cos(pt) . Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɡɚɬɭɯɚɧɢɹ ɦɚɹɬɧɢɤɚ ɪɚɜɟɧ G , ɚ ɱɚɫ-

ɬɨɬɚ ɟɝɨ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɯ ɧɟɡɚɬɭɯɚɸɳɢɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ – Z0 . ɇɚɣɬɢ ɨɬɧɨ-

ɲɟɧɢɟ ɫɪɟɞɧɟɣ ɡɚ ɩɟɪɢɨɞ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ F(t) ɩɪɢ ɱɚɫɬɨɬɟ, ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɟɣ ɪɟɡɨɧɚɧɫɭ ɫɦɟɳɟɧɢɹ, ɤ ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɨɣ ɫɪɟɞɧɟɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɷɬɨɣ ɫɢɥɵ.

Ɋɟɲɟɧɢɟ

I. Ɋɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɦɚɹɬɧɢɤɚ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɝɚɪɦɨɧɢɱɟɫɤɨɣ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ F (t) F0 cos(pt) ɜ ɭɫɬɚɧɨɜɢɜɲɟɦɫɹ ɪɟ-

ɠɢɦɟ, ɤɨɝɞɚ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɦɢ ɡɚɬɭɯɚɸɳɢɦɢ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹɦɢ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶ (ɫɦ. ɩ. 8.1.3).

310 ɆȿɏȺɇɂɄȺ. ɆȿɌɈȾɂɄȺ Ɋȿɒȿɇɂə ɁȺȾȺɑ

II. ȼ ɭɫɬɚɧɨɜɢɜɲɟɦɫɹ ɪɟɠɢɦɟ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɚ ɢ ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɦɚɹɬɧɢɤɚ ɦɟɧɹɸɬɫɹ ɩɨ ɡɚɤɨɧɚɦ (ɫɦ. (8.47) ɢ (8.53)):

x(t)

a cos( p t M) ,

(8.163)

X(t)

ap sin( p t M) .

(8.164)

Ɂɚɩɢɲɟɦ ɷɥɟɦɟɧɬɚɪɧɭɸ ɪɚɛɨɬɭ dA

ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ F,

ɫɨɜɟɪɲɚɟɦɭɸ ɡɚ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢ ɛɟɫɤɨɧɟɱɧɨ ɦɚɥɵɣ ɢɧɬɟɪɜɚɥ ɜɪɟɦɟɧɢ:

dA F (t)dx F (t)X(t)dt ,

(8.165)

ɝɞɟ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɭɫɥɨɜɢɟɦ ɡɚɞɚɱɢ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɚɹ ɫɢɥɚ ɪɚɜɧɚ:

F (t) F0 cos(pt) .

(8.166)

ɋɭɦɦɚɪɧɭɸ ɪɚɛɨɬɭ ɷɬɨɣ ɫɢɥɵ ɡɚ ɩɟɪɢɨɞ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ T ɧɚɯɨ-

ɞɢɦ ɢɧɬɟɝɪɢɪɨɜɚɧɢɟɦ ɷɥɟɦɟɧɬɚɪɧɨɣ ɪɚɛɨɬɵ:

 

T

 

A ³F (t)X (t)dt .

(8.167)

0

 

Ɂɚɩɢɲɟɦ ɫɪɟɞɧɸɸ ɡɚ ɩɟɪɢɨɞ ɦɨɳɧɨɫɬɶ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ:

 

1

T

 

 

Pɫɪ

 

³

F (t)X (t)dt .

(8.168)

T

 

 

 

 

0

 

 

ɋɢɫɬɟɦɚ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ (8.163) – (8.168) ɩɨɡɜɨɥɹɟɬ ɩɨɥɭɱɢɬɶ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶ ɫɪɟɞɧɟɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ Pɫɪ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ ɨɬ ɱɚɫɬɨɬɵ

p. Ⱦɥɹ ɧɚɯɨɠɞɟɧɢɹ ɢɫɤɨɦɨɝɨ ɜ ɡɚɞɚɱɟ ɨɬɧɨɲɟɧɢɹ ɫɪɟɞɧɟɣ ɡɚ ɩɟɪɢɨɞ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɫɢɥɵ F ɩɪɢ ɱɚɫɬɨɬɟ, ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɟɣ ɪɟɡɨɧɚɧɫɭ ɫɦɟɳɟɧɢɹ, ɤ ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɨɣ ɫɪɟɞɧɟɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ ɷɬɨɣ ɫɢɥɵ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɧɚɣɬɢ ɦɚɤɫɢɦɭɦ ɫɪɟɞɧɟɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɞɨɩɨɥɧɢɬɶ ɩɨɥɭɱɟɧɧɭɸ ɫɢɫɬɟɦɭ ɭɪɚɜɧɟɧɢɣ ɜɵɪɚɠɟɧɢɹɦɢ (8.45), (8.46) ɢ (8.48) ɞɥɹ ɚɦɩɥɢɬɭɞɵ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ a( p) , ɮɚɡɵ M( p) ɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɨɣ

ɱɚɫɬɨɬɵ pɪɟɡ

ɩɪɢ ɪɟɡɨɧɚɧɫɟ ɫɦɟɳɟɧɢɹ:

 

a( p)

 

F0

 

,

(8.169)

m Z02 p2 2

 

 

4G 2 p2

 

tgM( p)

 

2Gp

 

 

 

 

 

.

 

 

(8.170)

 

p2 Z02

 

 

pɪɟɡ

Z02 2G 2 .

 

 

(8.171)

III. ɂɧɬɟɝɪɢɪɭɹ (8.168) ɫ ɭɱɟɬɨɦ (8.167) ɢ ɡɚɞɚɧɧɨɝɨ ɜ ɡɚɞɚɱɟ ɡɚɤɨɧɚ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɜɵɧɭɠɞɚɸɳɟɣ ɫɢɥɵ F(t), ɩɨɥɭɱɚɟɦ: