Kényszereknek alávetett rendszerek

Hasonló dokumentumok
9. HAMILTON-FÉLE MECHANIKA

A pályázat címe: Rugalmas-képlékeny tartószerkezetek topológiai optimalizálásának néhány különleges feladata

8.1. A rezgések szétcsatolása harmonikus közelítésben. Normálrezgések. = =q n és legyen itt a potenciál nulla. q i j. szimmetrikus. q k.

5. SZABAD PONTRENDSZEREK MECHANIKAI ALAPELVEI, N-TESTPROBLÉMA, GALILEI-

Függvénygörbe alatti terület a határozott integrál

(1) Milyen esetben beszélünk tartós nyugalomról? Abban az esetben, ha a (vizsgált) test a helyzetét hosszabb időn át nem változtatja meg.

Járattípusok. Kapcsolatok szerint: Sugaras, ingajárat: Vonaljárat: Körjárat:

2. Az együttműködő villamosenergia-rendszer teljesítmény-egyensúlya

A primitív függvény létezése. Kitűzött feladatok. határérték, és F az f egy olyan primitívje, amelyre F(0) = 0. Bizonyítsd be,

Tartalomjegyzék. 4.3 Alkalmazás: sorozatgyártású tűgörgő átmérőjének jellemzése

V. Deriválható függvények

A paramétereket kísérletileg meghatározott yi értékekre támaszkodva becsülik. Ha n darab kisérletet (megfigyelést, mérést) végeznek, n darab

VASBETON ÉPÜLETEK MEREVÍTÉSE

V. GYAKORLATOK ÉS FELADATOK ALGEBRÁBÓL

Azonos névleges értékű, hitelesített súlyokból alkotott csoportok együttes mérési bizonytalansága

13. Tárcsák számítása. 1. A felületszerkezetek. A felületszerkezetek típusai

Fourier sorok FO 1. Trigonometrikus. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

A Sturm-módszer és alkalmazása

= λ valós megoldása van.

VII. A határozatlan esetek kiküszöbölése

Molekulák elektronszerkezete - kv2n1p07/1 vázlat

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar. Feladatok a Gazdasági matematika I. tárgy gyakorlataihoz. Halmazelmélet

képzetes t. z = a + bj valós t. a = Rez 5.2. Műveletek algebrai alakban megadott komplex számokkal

Laboratóriumi mérések

EGYENLETEK ÉS EGYENLETRENDSZEREK MEGOLDÁSA A Z n HALMAZON. egyenletrendszer megoldása a Z

Tömegpont-rendszer mozgása

2.10. Az elegyek termodinamikája

Feladatok és megoldások a 11. heti gyakorlathoz

alapmátrix azon alapuló számítását. Az összefüggés igényli az L( A 1 esetére megadja a Wei-Norman egyenletet és a Φ (t) ) Lie-algebra A

Emlékeztető: az n-dimenziós sokaság görbültségét kifejező mennyiség a Riemann-tenzor (Riemann, 1854): " ' #$ * $ ( ' $* " ' #µ

(2) Határozzuk meg a következő területi integrálokat a megadott halmazokon: x sin y dx dy, ahol T : 0 x 1, 2 y 3.

i 0 egyébként ábra. Negyedfokú és ötödfokú Bernstein polinomok a [0,1] intervallumon.

EGY FÁZISÚ TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK: AZ ELEGYEK KÉPZDÉSE

Síkbeli csuklós szerkezetek kiegyensúlyozásának néhány kérdése

Optika. sin. A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a visszavert, illetve a megtört fénysugár egy síkban van.

10.M ALGEBRA < <

1. Gyökvonás komplex számból

MÉRÉSTECHNIKA. DR. HUBA ANTAL c. egy. tanár BME Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék 2011

18. Differenciálszámítás

GAZDASÁGI MATEMATIKA 1. ANALÍZIS

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

A FUNDAMENTÁLIS EGYENLET KÉT REPREZENTÁCIÓBAN. A függvény teljes differenciálja, a differenciális fundamentális egyenlet: U V S U + dn 1

9. LINEÁRIS TRANSZFORMÁCIÓK NORMÁLALAKJA

3. SOROZATOK. ( n N) a n+1 < a n. Egy sorozatot (szigorúan) monotonnak mondunk, ha (szigorúan) monoton növekvő vagy csökkenő.

Hidrogén színképének vizsgálata rácsos spektrométerrel

Koordinátageometria összefoglalás. d x x y y

1.2. Ütközés Ütközési modell, alapfeltevések Ütközés 3

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

EUKLIDESZI TÉR. Euklideszi tér, metrikus tér, normált tér, magasabb dimenziós terek vektorainak szöge, ezek következményei

Megjegyzés: Amint már előbb is említettük, a komplex számok

ORVOSI STATISZTIKA. Az orvosi statisztika helye. Egyéb példák. Példa: test hőmérséklet. Lehet kérdés? Statisztika. Élettan Anatómia Kémia. Kérdések!

XXVI. Erdélyi Magyar Matematikaverseny Zilah, február

1 k < n(1 + log n) C 1n log n, d n. (1 1 r k + 1 ) = 1. = 0 és lim. lim n. f(n) < C 3

Diszkrét matematika II., 3. előadás. Komplex számok

Valós függvénytan. rendezett pár, ( x, valós számok leképezése az csoportra. függvény mint előírás, pl. y x azt jelenti, hogy x

Statisztika. Eloszlásjellemzők

Kétváltozós függvények

Hajtástechnika \ Hajtásautomatizálás \ Rendszerintegráció \ Szolgáltatások MOVITRAC B. Üzemeltetési utasítás. Kiadás:

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Gyakorló feladatok II.

Valószínűségszámítás összefoglaló

(d) x 6 3x 2 2 = 0, (e) x + x 2 = 1 x, (f) 2x x 1 = 8, 2(x 1) a 1

A függvénysorozatok olyanok, mint a valós számsorozatok, csak éppen a tagjai nem valós számok,

(arcsin x) (arccos x) ( x

Szoldatics József, Dunakeszi

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

10 A TRANSZPORTFOLYAMATOK ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE

Mérési adatok feldolgozása Méréselmélet PE_MIK MI_BSc, VI_BSc 1

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) FELADATOK Taylor- (Maclaurin-) sorok, hibabecslés

A G miatt (3tagra) Az egyenlőtlenségek két végét továbbvizsgálva, ha mindkét oldalt hatványozzuk:

Számsorozatok. 1. Alapfeladatok december 22. sorozat határértékét, ha. 1. Feladat: Határozzuk meg az a n = 3n2 + 7n 5n létezik.

Komplex számok. d) Re(z 4 ) = 0, Im(z 4 ) = 1 e) Re(z 5 ) = 0, Im(z 5 ) = 2 f) Re(z 6 ) = 1, Im(z 6 ) = 0

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Matematika B4 I. gyakorlat

Megoldás a, A sebességből és a hullámhosszból számított periódusidőket T a táblázat

Hajós György Versenyre javasolt feladatok SZIE.YMÉTK 2011

Pályázat címe: Pályázati azonosító: Kedvezményezett: Szegedi Tudományegyetem Cím: 6720 Szeged, Dugonics tér

Sorozatok, határérték fogalma. Függvények határértéke, folytonossága

Valószínűségszámítás. Ketskeméty László

Széki Hírek A Magyarszékért Egyesület kiadványa

Stabilitás Irányítástechnika PE MI_BSc 1

MINŐSÉGIRÁNYÍTÁSI ELJÁRÁS SZERVEZETI EGYSÉGEKEN BELÜLI DÖNTÉSI FOLYAMATOK SZABÁLYOZÁSA

S ( ) függvényre. . Az 1), 3) feltételekbõl a feltételek száma : ( l + 1) n ( l 1)

Az anyagáramlás intenzitása

Hegedős Csaba NUMERIKUS ANALÍZIS

Lineáris programozás

11. MEREV TESTEK MECHANIKÁJA

2. ALGEBRA ÉS SZÁMELMÉLET

Kvantum párhuzamosság Deutsch algoritmus Deutsch-Jozsa algoritmus

1. Gyors folyamatok szabályozása

Bizonyítások. 1) a) Értelmezzük a valós számok halmazán az f függvényt az képlettel! (A k paraméter valós számot jelöl).

Sorozatok A.: Sorozatok általában

Folytonos idejű rendszerek stabilitása

Regresszió számítás. Mérnöki létesítmények ellenőrzése, terveknek megfelelése. Geodéziai mérések pontok helyzete, pontszerű információ

Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy. kényszerek. 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső

ALGEBRA. egyenlet megoldásait, ha tudjuk, hogy egész számok, továbbá p + q = 198.

1. Írd fel hatványalakban a következõ szorzatokat!

Backtrack módszer (1.49)

Programozási tételek felsorolókra

Átírás:

Kéyszerekek alávetett redszerek A koordátákak és sebességekek előírt egyeleteket kell kelégítee a mozgás olyamá. (Ezeket a eltételeket, egyeleteket s ayag kölcsöhatások bztosítják, de ezek a kölcsöhatások agyo boyolultak lehetek, ezért egyszerűbb, ha a eltételeket mt egyeleteket vesszük gyelembe.) Példák: 1. Nyugvó lejtő: x =tg y kéyszereltétel: x tg y=0 z-re cs kkötés sebességekre: ẋ tg ẏ=0 l =1, tg, 0 l r=0 tt l =kostas, vagys em ügg a koordátáktól és az dőtől x, y, z, t= x y tg l x = x =1 ; l y= y = tg ; l z= z =0 t =0= D dőtől üggetle geometra kéyszer (holoom szkleroom redszer) 2. Matematka ga: kéyszereltétel: x 2 y 2 l 2 =0 sebességekre: 2 x ẋ2 y ẏ=0 dőüggetle geometra kéyszer 3. Tszta gördülés: x= R ẋ= R ẋ R =0 ha a mozgás leárs, akkor geometra kéyszer (lásd: 6. példa) 4. Kettős csga: l=r z 1 a z a z=d z 1 d=álladó l ' =R' z 2 zz 3 z z 2 z 3 2 z=d ' d '=álladó 2 z 1 z 2 z 3 =c 1

geometra kéyszer 2 ż 1 ż 2 ż 3 =0 l 1 =0,0,2 l 2 =0,0,1 l 3 =0,0,1 D=0 5. Mozgó lejtő: x ' =tg y ' x=x ' y' = y u t x tg ytg u t=0 ẋ tg ẏtg u=0 geometra kéyszer, de dőüggő 6. Függőleges síkú korog gördülése vízsztes síko: a korog középpotja: x, y, a orgásszög: a korog tegelyéek és az x-tegelyek a hajlásszöge: v=a a gördülés eltétele (cs csúszás) ẋ=v s ẏ= v cos ẋ a s =0 kéyszereltételek: ẏa cos=0 kematka kéyszer Nem küszöbölhető k a eltételekből a sebesség, vagys em tudjuk csupá a koordátákkal elír. D=0 aholoom mechaka redszer, a több példa holoom 7. Merev test: olya test, melybe bármely két pot távolsága a mozgás olyamá álladó adott db tömegpot: m 1, m 2,, m tömegek r 1,, r helyvektorok kössük össze őket súlytala rudakkal tegyük el, hogy r r j =d j =álladó, j=1,2,, x x j 2 y 2 z 2 eltétel, ey egyelet va 2 Egy merev test megadásához általába elegedő 6 adat, ha a test leárs, akkor elég 5 adat. geometra kéyszer 2

8. Kettős ga: geometra kéyszer Kéyszereltétel: sebességbe leárs egyelet mechaka redszer: m 1, m 2,, m koordáták: r 1,, r sebességek: r 1, r 2,, r elírása: l 1 r 1 l 2 r 2 l r D=0, ahol D, l -k üggvéye a koordátákak, esetleg az dőek: l r 1,, r, t és Dr 1,, r, t a kéyszereltétel: l v D=0 A kéyszereltételek osztályozása: geometra vagy tegrálható, ha va olya r 1,, r, t, hogy l = r D= t r r t =0 = d dt r, 1 r,, 2 r, t r 1,, r, t =álladó r r t dt= r, r,, r, t=álladó 1 2 kematka, ha cs lye üggvéy Időüggés szempotjából: dőüggetle vagy stacoárus kéyszerek dőüggő vagy em stacoárus kéyszerek Mechaka redszer: tömegpotok: m 1, m 2,, m koordáták (3 db): r 1,, r sebességek: r 1, r 2,, r belső és külső erők: F 1, F 2,, F kéyszereltételek (r db): l v D =0,, r szabadság ok: =3 r Ha mde kéyszer geometra, akkor a mechaka redszer holoom redszer, egyébkét aholoom. Ha mde kéyszer dőüggetle, akkor a mechaka redszer szkleroom redszer, egyébkét reoom. Legegyszerűbb redszerek a szkleroom, holoom redszerek. Vrtuáls elmozdulás: r 1,, r (3 koordáta), ha kelégítk a l r =0,,r egyeletredszert. Magyarázat: és 3

l v D =0 / dt l v dt D dt=0 d r Ha d r kelégít a et egyeletredszert, akkor ez valód elmozdulás. Észrevétel: két valód elmozdulás külöbsége vrtuáls elmozdulás (ha dt közös, vagys az dőtartamok megegyezek) l d r D dt=0 1 / l d r ' D dt=0 l d r d r ' =0 r Ha a redszer szkleroom, akkor a valód és vrtuáls elmozdulások azoosak. Például: 1. Álló lejtő: l r=0, ahol l =1, tg,0 l merőleges a lejtőre a lejtő egyelete: x, y, z= x tg y=0 ívóelület l = x, y, z merőleges a lejtőre r a lejtő síkjába esk 2. Mozgó lejtő: r olya (em valód) elmozdulás, mtha a lejtő mozgása beagyott vola. Azaz az elmozdulás végtele gyorsa (dő élkül) következe be. 4

A damka általáos egyelete m 1, m 2,, m r 1,, r F 1, F 2,, F szabaderők Az -edk tömegpot mozgásegyelete: általába m r F m r = F K de. K = m r F kéyszererők Elv: K r =0 alapelv A tapasztalat szert a kéyszererők mukája vrtuáls elmozdulás sorá ulla. Egy üggvéy ívóelülete legye: x, y, z=0 r merőleges a elülethez tartozó l -ra l = merőleges a elületre r l r=0 Ha K r =0 K l K = r Ez az elv csak súrlódásmetese érvéyes, vagys a kéyszererők közé em tartozhat a súrlódás, ezért a szabaderők közé soroljuk. S= K A kéyszererők vrtuáls mukája ulla: F m r r =0 a damka általáos egyelete (DÁE) 5

Lagrage-éle elsőajú mozgásegyeletek A mozgás olyamá teljesüle kell a kéyszereltételekek. A kéyszereltételeket -val szorozva és összeadva, ezt az összeget a damka általáos egyeletéhez hozzáadva egy 3 tagú kejezést kapuk, amely ullával egyelő: r l r =0,, r ; r3 r l r =0 F r DÁE l m r r =0 3 tag A x 1, y 1, z 1, x 2,, z 3 kompoes közül csak 3 r üggetle koordáta lehet. A 3 tagot csoportosítsuk: 3 r üggetle kompoesre r üggő kompoesre Válasszuk meg 1,, r -eket úgy, hogy a üggő tagok md kesseek. r F l m r r üggetleek 3 r tag r F l m r r =0 üggőek r tag legye ulla A üggetle koordáták együtthatóak ekkor szükséges ulláak le. Ezzel mdg elérhető: m r = F l r,, r 3 egyelet r 1 t r t 1 r 3 r db smeretle, 3 r db egyelet l r D =0,,r r db egyelet A et 3 r db bekeretezett egyeletet Lagrage-éle elsőajú mozgásegyeletekek evezzük. Példa: mozgás yugvó lejtő: x =tg y ẋ tg ẏ=0 l =1, tg,0 m r=m g l l r=0 Lagrage-éle elsőajú mozgásegyeletek 6

Kompoesekbe: m ẍ=m g 1=m g m ÿ=m 0 tg = tg m z=m 0 0=0 ẋ tg ẏ=0 Derecáljuk a kéyszert még egyszer: ẍ tg ÿ=0 ẍ= ÿ tg m ẍ=m ÿ tg m ÿ= m ẍ tg = tg m ẍ= tg 2 =m g = m g 1tg 2 = m g cos2 m ẍ=m g m g cos 2 =m g 1 cos 2 =m g s 2 ÿ= ẍ tg = g s 2 =g s cos tg ẍ= g s s ÿ=g s cos z=0 K x = 1== m g cos 2 K y = tg=m g s cos K z = 0=0 Megjegyzés: jobb koordátázás, ha az x-tegely a lejtővel párhuzamos, az y-tegely pedg a lejtőre merőleges. 7

Lagrage-éle másodajú mozgásegyeletek A redszer legye holoom! Példa: matematka ga x 2 y 2 l 2 =0 2 x ẋ2 y ẏ=0 l r=0 l = x, y,0 x=l cos y=l s x 2 y 2 l 2 0 mert: l 2 cos 2 l 2 s 2 l 2 =l 2 cos 2 s 2 1 Tegyük el, hogy va olya q 1, q 2,,q koordáta (ú. általáos koordáták), hogy ezekkel kejezve az r 1,, r derékszögű koordátákat a kéyszereltételek azoossággá válak. q 1, q 2,, q r 1 =r 1 q 1, q 2,,q, t =3 r r =r q 1, q 2,, q, t,, l 2 1 r 1,, r, t=0 r 1,, r, t=0,, r r 1 q 1, q 2,, q, t,, r q 1, q 2,,q, t,, t 0 a q-k változása közbe s ulla marad q q q 0= = r 1 q r 1 q 1 r 1 q 1 q r 2 0= l r q q r egy vrtuáls elmozdulás r = d dt r q, q,, q r 1 2, t= q q r t r q = r q A sebességek általáos sebességek szert derecálháyadosa egyelő a koordáták általáos koordáták szert derecálháyadosával. A q-k az általáos koordáták, ha a üggvéyek elegedőe smák (többször olytoosa derecálhatóak), q -ok az általáos sebességek. Egyszerűe belátható a következő egyelőség s: d dt r q = r q 8

A et összeüggések segítségével a damka általáos egyeletéből megkaphatjuk az általáos koordáták dőüggését meghatározó derecálegyeleteket, az ú. Lagrage-éle másodajú mozgásegyeleteket: DÁE: bal oldal: F r = m r r =1 F r q Q általáos erő q = Q q jobb oldal (a et bekeretezett összeüggések elhaszálásával): r m r q q = m r r q q ={ d m r r dt q = { d 1 dt q 2 m r 2 1 q 2 m r 2} q = d T T dt q q q = m r r q } q = Q q Mvel az általáos koordáták üggetleek, ezért mde koordátára külö e kell álla az utóbb egyeletek d T T =Q dt q q,, db másodredű derecálegyelet Ezek az ú. Lagrage-éle másodajú mozgásegyeletek. A T mozgás eerga és a Q általáos erő kejezhető az általáos koordáták és az általáos sebességek segítségével. 9