Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Nemets (1).docx
Скачиваний:
176
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
2.04 Mб
Скачать

24. Физические задачи, которые приводят к уравнениям гиперболического типа. Колебания мембраны. Поперечные колебания мембраны.

Мембранной называется плоская пленка, не сопротивляющаяся изгибу и сдвигу. Рассмотрим мембрану, натянутую на плоский контур С. Будем изучать поперечные колебания мембраны, в которых смещение перпендикулярно к плоскости мембраны. Пусть ds – элемент дуги некоторого контура, взятого на поверхности мембраны и проходящего через точку М(x,y). На этот элемент действует натяжение , равное Tds. Вектор Tвследствие отсутствия сопротивления изгибу и сдвигу лежит в касательной плоскости к мгновенной поверхности мембраны и перпендикулярен к элементу ds.Можно показать, что отсутствие сопротивления сдвигу приводит к тому, что величина натяжения не зависит от направления элемента ds, так что вектор натяжения T=T(x,y,z) является функцией x,y,t. Эти свойства вектора Tслужат математическим выражение отсутствия сопротивления изгибу и сдвигу. Будем изучать малые колебания мембраны , пренебрегая квадратами первых производных и , где функцияU(x,y,t) определяет форму мембраны в момент времени t. Из этого следует , что (x,y,t)- проекция натяжения на плоскость (x,y)- равна абсолютной величине натяжения. В самом деле , при любой ориентации дуги dsугол между векторомTи плоскостью (x,y) не превосходит угла , образуемого нормалью к поверхности мембраны в точке (x,y)с осью z. Поэтому, = 1, т.е.и. Вертикальная составляющая натяжения. Площадь какого-либо элемента мембраны в момент времениtравна . Следовательно в процессе колебаний не происходит растяжения , откуда в силу закона Гука вытекает независимость натяжений от времени . Уравнение колебаний мембраны в интегральной форме:

, где r(x,y)- поверхностная плотность мембраны, а F(x,y,t)- плотность внешней силы(на еденицу площади).

Или .

Уравнение колебаний в дифференциальной форме:

Для однородной мембраны:

, где иf(x,y,t) –плотность силы, рассчитанная на единицу массы мембраны.

25. Постановка краевых задач для уравнений 25 гиперболического типа

Для однозначного описания конкретно наблюдаемого процесса необх. доп. к ур-ю колебаний потребовать выполнений опр. условий, кот-рые в основном диктуются физ. постановкой задач. Такими усл. явл. краевые условия, начальные и граничные. Различают 3 осн. типа краевых задач: 1) задача Коши (задает нач. усл., обл. определения есть, граничные усл. отсутствуют. 2) Краевая задача (задаются границы, нач. усл. нет). 3)Смешанная задача (задаёт нач. и граничные условия).

G€-обл, -граничная огбл.G. Таким образом обл. изменяет пространство переменной х в ур. гиперболич. типа (1).H=(0, T)xGс высотой Т и основанием G.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]