注意:(1)广义坐标41,92.4、一般都是时间的函数、 (2)S个广义坐标可选取3n个坐标中的某s个,也可选 另外的$个合适的参量.它们不一定是长度,也可是其 他物理量(如动量,角孤度,体积极化强度等). (3)选广义坐标的两个要求: a).所有质,点在任意时刻位矢都能表示成广义坐标的 函数,这些函数还应是单值连续的,一般还显含, 即:F=(41,42.4s0 b).41.9,都应满足约束方程fn(T,t)=0, 满足上述要求的41.4,可以有很多,但具体选 取时视方便而定
(1)广义坐标 一般都是时间的函数. 21 .qqq s , (2)S个广义坐标可选取3n个坐标中的某s个,也可选 另外的S个合适的参量.它们不一定是长度,也可是其 他物理量(如动量,角弧度,体积极化强度等). (3)选广义坐标的两个要求: a).所有质点在任意时刻位矢都能表示成广义坐标的 函数,这些函数还应是单值连续的,一般还显含t, 即: ),( 21 tqqqrr = ii . s K K b). 都应满足约束方程 s .qq1 trf = .0),( ia K 注意: s .qq 满足上述要求的 可以有很多,但具体选 1 取时视方便而定
对完整系统: 自由度数=独立坐标数=广义坐标数。 对非完整系统: 广义坐标的数目大于自由度数目
对完整系统: 自由度数=独立坐标数=广义坐标数。 对非完整系统: 广义坐标的数目大于自由度数目
§5.2虚功原理 一、实位移与虚位移 设质,点的运动规律为 产=r(t) 当t变化时,下也变化dr=示dt。即t发生dt变化时,F 发生r变化。当dt=0时,d示=0。 我们把这种质点由于运动而实际发生的位移称为实位移。 实位移:质点由于运动实际发生的位移,用表示。 我们也可以想象在某一时刻,质点在约束许可的情 况下发生了一个无限小的位移,但这一位移不是由于质 点的运动而实际发生的,而是想象的可能的位移。 发生这个位移不需要时间,我们把这种不是由于时间 的改变而引起的位移称为虚位移。 虚位移:设想的符合约束的、无限小的、即时的位置 变更。用所表示
§5.2虚功原理 一、实位移与虚位移 设质点的运动规律为 trr )( K K = 实位移:质点由于运动实际发生的位移, 用 表示。 rdK 我们把这种质点由于运动而实际发生的位移称为实位移。 dtrrd K K = dt = 0 rd = 0 K r K 当t变化时, 也变化 。即t发生 变化时, 发生 变化。当 时, 。 dt rK rdK 我们也可以想象在某一时刻t,质点在约束许可的情 况下发生了一个无限小的位移,但这一位移不是由于质 点的运动而实际发生的,而是想象的可能的位移。 发生这个位移不需要时间,我们把这种不是由于时间 的改变而引起的位移称为虚位移。 虚位移:设想的符合约束的、无限小的、即时的位置 变更。用 表示。 rK δ
实位移:质点由于运动实际发生的位移,用表示。 虚位移:设想的符合约束的、无限小的、即时的位置 变更。用亦表示。 虚位移与实位移之不同 1.实位移是运动学概念,虚位移是几何概念。实位移 是自变量变化引起的函数变化。虚位移是函数自身 的变化。 2.实位移受运动规律和约束条件的限制,而虚位移只 受约束条件的限制。 3.实位移只有一个,而虚位移有无数个。 4.在稳定约束下,实位移是许多虚位移中的一个。但 在不稳定约束下,实位移并不是虚位移中的一个。 5.d标是微分,亦是等时变分
虚位移与实位移之不同 1.实位移是运动学概念,虚位移是几何概念。实位移 是自变量变化引起的函数变化。虚位移是函数自身 的变化。 2.实位移受运动规律和约束条件的限制,而虚位移只 受约束条件的限制。 3.实位移只有一个,而虚位移有无数个。 4.在稳定约束下,实位移是许多虚位移中的一个。但 在不稳定约束下,实位移并不是虚位移中的一个。 实位移:质点由于运动实际发生的位移, 用 表示。 rd K 虚位移 :设想的符合约束的、无限小的、即时的位置 变更。用 表示。 r K δ 5. 是微分, 是等时变分。 rd K r K δ
二、理想约 作用在质点上的力在虚位移中作的功叫虚功。在实位 移中作的功叫实功(简称功)。 如果作用在一力学系统上的诸约束力在任意位移中作 的功之和为零即 ∑r所,=0 i=1 则这种约束称为理想约束 引入虚位移的目的,就在于利用 R6,=0 来消去约束力。 i=1
二、理想约束 作用在质点上的力在虚位移中作的功叫虚功。在实位 移中作的功叫实功(简称功)。 如果作用在一力学系统上的诸约束力在任意位移中作 的功之和为零.即 0 1 ∑ =⋅ = i n i i rR K K δ 引入虚位移的目的,就在于利用 来消去约束力。 0 1 ∑ =⋅ = i n i i rR K K δ 则这种约束称为理想约束