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

Hasonló dokumentumok
Lagrange egyenletek. Úgy a virtuális munka mint a D Alembert-elv gyakorlati alkalmazását

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Az elméleti mechanika alapjai

Bevezetés az elméleti zikába

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

"Flat" rendszerek. definíciók, példák, alkalmazások

Meghatározás: Olyan egyenlet, amely a független változók mellett tartalmaz egy vagy több függvényt és azok deriváltjait.

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Mechanika. Kinematika

1. ábra. 24B-19 feladat

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

Differenciálegyenletek numerikus integrálása április 9.

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Az alábbi fogalmak és törvények jelentését/értelmezését/matematikai alakját (megfelelő mélységben) ismerni kell: Newtoni mechanika

Dinamika. A dinamika feladata a test(ek) gyorsulását okozó erők matematikai leírása.

2. E L Ő A D Á S D R. H U S I G É Z A

Robotika. Kinematika. Magyar Attila

2014/2015. tavaszi félév

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK február 13.

Irányításelmélet és technika I.

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Tárgymutató. dinamika, 5 dinamikai rendszer, 4 végtelen sok állapotú, dinamikai törvény, 5 dinamikai törvények, 12 divergencia,

A mechanika alapjai. A pontszerű testek dinamikája

Infobionika ROBOTIKA. X. Előadás. Robot manipulátorok II. Direkt és inverz kinematika. Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében

Egy mozgástani feladat

v i = v i V. (1) m i m i (v i V) = i P = i m i V = m i v i i A V = P M

Mechanika I-II. Példatár

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

Pere Balázs október 20.

Matematika III előadás

A térképen ábrázolt vonal: - sík felület egyenese? - sík felület görbéje? - görbült felület egyenese ( geodetikus )? - görbült felület görbéje?

A térképen ábrázolt vonal: - sík felület egyenese? - sík felület görbéje? - görbült felület egyenese ( geodetikus )? - görbült felület görbéje?

Differenciálegyenletek december 13.

Lagrange és Hamilton mechanika

1. Az előző előadás anyaga

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

1. Generátorrendszer. Házi feladat (fizikából tudjuk) Ha v és w nem párhuzamos síkvektorok, akkor generátorrendszert alkotnak a sík vektorainak

Szilárd testek rugalmassága

17. előadás: Vektorok a térben

Tartalomjegyzék. A mechanika elvei. A virtuális munka elve. A TételWiki wikiből 1 / 6

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Fizika feladatok - 2. gyakorlat

Differenciálegyenletek

1.1. Feladatok. x 0 pontban! b) f(x) = 2x + 5, x 0 = 2. d) f(x) = 1 3x+4 = 1. e) f(x) = x 1. f) x 2 4x + 4 sin(x 2), x 0 = 2. általános pontban!

Többváltozós, valós értékű függvények

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

ÁLTALÁNOS JÁRMŰGÉPTAN

1 2. Az anyagi pont kinematikája

Serret-Frenet képletek

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

X i = 0 F x + B x = 0. Y i = 0 A y F y + B y = 0. M A = 0 F y 3 + B y 7 = 0. B x = 200 N. B y =

Végeselem analízis. 1. el adás

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Vasbetonszerkezetek II. Vasbeton lemezek Rugalmas lemezelmélet

r a sugara, h a magassága a hengernek a maximalizálandó függvényünk a V (r, h) = πr 2 h. Az érintkezési pontokban x 2 + y 2 = r 2 és z = h/2.

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

Termodinamika (Hőtan)

Matematika III előadás

x = cos αx sin αy y = sin αx + cos αy 2. Mi a X/Y/Z tengely körüli forgatás transzformációs mátrixa 3D-ben?

Mérések állítható hajlásszögű lejtőn

2.3 Newton törvények, mozgás lejtőn, pontrendszerek

Merev testek kinematikája

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

mérlegegyenlet. ϕ - valamely SKALÁR additív (extenzív) mennyiség térfogati

Speciális relativitás

Mechanika - Versenyfeladatok

1. FELADATSOR. x = u + v 2, y = v + z 2, z = z. u y + z. u x + y. v x + y. v y + z. w x + y. w y + z

Klár Gergely 2010/2011. tavaszi félév

Rezgések és hullámok

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 1.(a) Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK január 30.

Gyakorlati példák Dr. Gönczi Dávid

Matematika (mesterképzés)

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Többváltozós, valós értékű függvények

Differenciaegyenletek

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

2 óra szeminárium, kedd 10 óra, 3/II terem. Elektronikus anyag: comodi.phys.ubbcluj.ro/elmeletifizika

6. A Lagrange-formalizmus

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

ANALÍZIS II. Példatár

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

Vontatás III. A feladat

Átírás:

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

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása. 4. Az 1. példában a lejtő vagy gömbsüveg periódikus körmozgást végez valamilyen tengely körül.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása. 4. Az 1. példában a lejtő vagy gömbsüveg periódikus körmozgást végez valamilyen tengely körül. Feltételezzük, hogy a korong nem hagyja el a felületet.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása. 4. Az 1. példában a lejtő vagy gömbsüveg periódikus körmozgást végez valamilyen tengely körül. Feltételezzük, hogy a korong nem hagyja el a felületet. 5. Egy edénybe zárt gáz atomjainak mozgása. A doboz falával való ütközést rugalmasnak tekintjük.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása. 4. Az 1. példában a lejtő vagy gömbsüveg periódikus körmozgást végez valamilyen tengely körül. Feltételezzük, hogy a korong nem hagyja el a felületet. 5. Egy edénybe zárt gáz atomjainak mozgása. A doboz falával való ütközést rugalmasnak tekintjük. 6. Egy csúcsával felfele mutató gömbsüveg külső felületén lecsúszó kis korong mozgása.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása. 4. Az 1. példában a lejtő vagy gömbsüveg periódikus körmozgást végez valamilyen tengely körül. Feltételezzük, hogy a korong nem hagyja el a felületet. 5. Egy edénybe zárt gáz atomjainak mozgása. A doboz falával való ütközést rugalmasnak tekintjük. 6. Egy csúcsával felfele mutató gömbsüveg külső felületén lecsúszó kis korong mozgása. 7. A 3. példában a rúd helyett használhatunk kötelet.

Kényszerek Geometriai vagy kinematikai természetű feltételek: kötések vagy kényszerek. Példák: 1. Egy apró korong egy mozdulatlan lejtőn vagy egy gömb belső felületén mozog. 2. A hullámvasút vágányaira erősített szerelvény vagy merev drótra fűzött golyó mozgása. 3. Egy elhanyagolható tömegű merev rúddal összekötött két részecske mozgása. 4. Az 1. példában a lejtő vagy gömbsüveg periódikus körmozgást végez valamilyen tengely körül. Feltételezzük, hogy a korong nem hagyja el a felületet. 5. Egy edénybe zárt gáz atomjainak mozgása. A doboz falával való ütközést rugalmasnak tekintjük. 6. Egy csúcsával felfele mutató gömbsüveg külső felületén lecsúszó kis korong mozgása. 7. A 3. példában a rúd helyett használhatunk kötelet. 8. Vízszintes síkon guruló függőleges korong.

Kötések kényszererők. 1. példa: csak felület menti mozgás, meggátolja a részecske áthatolását a felületen az erő a felületre és a mozgás pályájára is merőleges irányú. A kényszerektől független erőket szabaderőknek nevezzük. m r = F + F, (1) ahol F a szabad- és F a kényszererőt jelenti. A fenti geometriai kényszert a megfelelő felület egyenlete határozza meg: típusú egyenlete határozza meg. ϕ x dx + ϕ y differenciál- vagy más néven Pfaff-alak ϕ(x, y, z) = 0 (2) ϕ dy + dz = ϕ dr = 0. (3) z

dr = (dx, dy, dz) lehetséges elmozdulás mivel kizárólag a kötéssel áll összefüggésben se a mozgásegyenletek se a kezdeti feltételek megszorításának nincs alávetve. A valós elmozdulása egy a végtelen sok lehetséges elmozdulások közül. (2) a ϕ(r) skalárfüggvény egy szintfelületét F = λ ϕ. (4) az elmozdulás, azaz a pálya, és a kényszererő ortogonális. A kényszererő által végzett munka a dr elmozdulás során dw = F dr = 0, azaz az időtől független kényszerek esetén fellépő kényszererők nem végeznek munkát. x, y, z koordináták illetve λ, időfüggését kell meghatároznunk. A (1) (3 egyenlet) és a (2) (1 egyenlet) azonos számú egyenletből meg is tehetjük.

2. példa: a görbét (hullámvasút vágánya vagy merev drót) nem hagyhatják el a rajtuk mozgó testek. Három dimenzióban görbe = két felület metszésvonala: ϕ 1 (x, y, z) = 0, ϕ 2 (x, y, z) = 0 (5) görbe két kényszer dr ortogonális mindkét függvény gradiensére ortogonális azok tetszőleges lineáris kombinációjára is. F = λ 1 ϕ 1 + λ 2 ϕ 2. Öt ismeretlenre három koordináta, λ 1 és λ 2 a (1) és (5) révén azonos számú egyenlet jut.

3. példa: ϕ(x 1, y 1, z 1, x 2, y 2, z 2 ) (x 2 x 1 ) 2 + (y 2 y 1 ) 2 + (z 2 z 1 ) 2 d 2 = 0 hat dimenzióba ágyazott öt dimenziós felület. (1) mozgásegyenletek (x 1, y 1, z 1, x 2, y 2, z 2 ) hat dimenziós kiterjesztése: tekinthetők, ahol ( ) F = λ 12 ϕ(r 1, r 2 ), 12 =,,,,,. x 1 y 1 z 1 x 2 y 2 z 2 A kötés a részecskék felcserélésével szemben szimmetrikus az F első három illetve utolsó három komponense belső erők azonos nagyságúak és ellentétes irányításúak.

4. példa: az 1. példa általánosítása időtől függő kényszerekre. alakú míg Pfaff-alakja ϕ x dx + ϕ y (4) továbbra is érvényes dy + ϕ z ϕ(x, y, z, t) = 0 dz + ϕ t ϕ dt = ϕ dr + dt = 0. (6) t elmozdulás = felület menti összetevő (mint az időtől független esetben) + a felülettel való együttmozgásból adódó összetevő (6) kényszererő és az elmozdulás már nem ortogonálisak egymásra. időtől függő kényszerek esetén a kényszererők által végzett munka

elmozdulás = felület menti összetevő (mint az időtől független esetben) + a felülettel való együttmozgásból adódó összetevő (6) kényszererő és az elmozdulás már nem ortogonálisak egymásra. időtől függő kényszerek esetén a kényszererők által végzett munka nem nulla.

Virtuális elmozdulás. Virtuális munka δr, ún. virtuális elmozdulás vektor egy adott időpillanatban a kényszerrel kompatibilis végtelen kis elmozdulás. a rendszert egy másik, a kötés pillanatnyi állapotának megfelelő helyzetben képzeljük el végtelen nagy sebességgel történő elmozdulás (δt = 0). A virtuális munka. ϕ x δx + ϕ y Ha egy pontrendszer egyensúlyban van: ϕ δy + δz = ϕ δr = 0 (7) z δw = F δr = 0, (8) F i + F i = 0. δr i (9) i F i δr i = 0. (10) Virtuális munka elve Egy pontrendszer akkor és csak akkor van egyensúlyban, ha a szabaderők munkája bármely virtuális elmozdulásnál nulla

(10) előnye: elkerüli a kényszererők kiszámítását. hátránya: virtuális elmozdulások bevezetése. Könnyen előálĺıthatók ha például δr i -k egymástól függetlenek az egyes F i erők eltűnnek. Általában a kényszerek kapcsolatot teremtenek a virtuális elmozdulások között δw = 0 F i = 0.

A kényszerek általános alakja N részecsk, s darab kötés. x 1, x 2,...x 3N koordináták : 3N j=1 a αj dx j + a α0 dt = 0, α = 1, s, (11) ahol a αj az összes koordináta és az idő ismert folytonos függvényei. Ha ezek valamely ϕ α (x 1, x 2,...x 3N, t) függvények parciális deriváltjai a kényszer holonom. tehát a holonom jelleg feltétele a 2 ϕ α x i x j = 2 ϕ α x j x i a αi x j = a αj x i Ha a holonom kényszerek nem függnek az időtől ( a α0 = 0, α = 1, s) a rendszer szkleronomnak Ellenkező esetben a rendszer reonomnak.

A virtuális δx j elmozdulásokra fennáll, hogy 3N j=1 és a megfelelő kényszerőkre, hogy F j = a αj δx j = 0, α = 1, s, s λ α a αj, j = 1, 3N α=1 az s darab λ α + 3N koordináta meghatározható a 3N mozgásegyenlet és s kötésből.

Szabadsági fokok Szabadon tömegpont helyzetét az x, y és z független koordinátával jellemezzük. N szabad részecske esetén 3N darab x 1, y 1, z 1,..., x N, y N, z N koordinátával. Egy asztallapon mozgo részecske leírásához két koordináta. A matematikai inga esetén egyetlen φ kitérési szög szükséges. Egy rendszer szabadsági foka alatt azon koordináták minimális számát értjük melyek egyértelműen jellemzik a rendszer állapotát.

Kényszer kapcsolat a koordináták között ezek már nem függetlenek. Például a ϕ(x, y, z) = 0 kényszer esetén egyenértékű z = z(x, y) elégséges két koordináta a kötés csökkentette egyel a szabadsági fokok számát az eredetileg háromdimenziós rendszerünk egy két dimenziós altérben mozog. Görbe esetén két kötés, azaz két egyenlet az y mint a z koordináták kiküszöbölhetők a mozgásegyenletekből és az x koordinátára kapott megoldásból a teljes háromdimenziós mozgás megadható a szabadsági fokok száma egy. Minden kötés eggyel csökkenti a szabadsági fokok számát. s darab kötésnek alávetett N részecskéből álló pontrendszer szabadsági fokainak a száma f = 3N s. (12)

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek.

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek. Egy adott pont távolsága bármely másik három, nem egyvonalban elhelyezkedő ponttól rögzített ugyanez a tulajdonság tetszőleges másik három ponthármasra.

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek. Egy adott pont távolsága bármely másik három, nem egyvonalban elhelyezkedő ponttól rögzített ugyanez a tulajdonság tetszőleges másik három ponthármasra. Gondolatban egyenként vigyünk be újabb és újabb részecskéket: Részecske Szabadsági fokok Kötések

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek. Egy adott pont távolsága bármely másik három, nem egyvonalban elhelyezkedő ponttól rögzített ugyanez a tulajdonság tetszőleges másik három ponthármasra. Gondolatban egyenként vigyünk be újabb és újabb részecskéket: Részecske Szabadsági fokok Kötések 1. 3 0

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek. Egy adott pont távolsága bármely másik három, nem egyvonalban elhelyezkedő ponttól rögzített ugyanez a tulajdonság tetszőleges másik három ponthármasra. Gondolatban egyenként vigyünk be újabb és újabb részecskéket: Részecske Szabadsági fokok Kötések 1. 3 0 2. 3 1 (távolság az első részecskétől)

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek. Egy adott pont távolsága bármely másik három, nem egyvonalban elhelyezkedő ponttól rögzített ugyanez a tulajdonság tetszőleges másik három ponthármasra. Gondolatban egyenként vigyünk be újabb és újabb részecskéket: Részecske Szabadsági fokok Kötések 1. 3 0 2. 3 1 (távolság az első részecskétől) 3. 3 2 (távolság az első két részecskétől) i > 3. 3 3 (távolság korábbi három részecskétő

Egy merev test egy olyan pontrendszer melyben bármely pontpár relatív távolsága állandó: (r i r j ) 2 d ij = 0, i, j = 1, N N(N 1)/2 kötések száma > 3N mivel a kötések nem függetlenek. Egy adott pont távolsága bármely másik három, nem egyvonalban elhelyezkedő ponttól rögzített ugyanez a tulajdonság tetszőleges másik három ponthármasra. Gondolatban egyenként vigyünk be újabb és újabb részecskéket: Részecske Szabadsági fokok Kötések 1. 3 0 2. 3 1 (távolság az első részecskétől) 3. 3 2 (távolság az első két részecskétől) i > 3. 3 3 (távolság korábbi három részecskétő Összesen tehát s = 1 + 2 + 3(N 3) = 3N 6 kötésünk van. Következésképpen: Egy merev test szabadsági fokainak száma hat.

Általános koordináták A ϕ(x, y, z) = 0 implicit egyenlet általában nem írható át explicit formába, A kényszererők kiszámítása is bonyodalmas lenne. Egyenértékű parametrikus feĺırása a (holonom) kényszerfelületnek: q 1 és q 2 ún. általános koordináták. x = x(q 1, q 2 ) y = y(q 1, q 2 ) z = z(q 1, q 2 ).

R sugarú gömbfelületen való mozgás: ϕ(x, y, z) = x 2 + y 2 + z 2 R 2 = 0. q 1 = θ és q 2 = φ. koordinátatranszformáció + x = x(r, θ, φ) y = y(r, θ, φ) z = z(r, θ, φ). ψ(r, θ, φ) = r R = 0, tehát r = állandó. kikötés. A kényszer által tiltott sugárirányú mozgás merőleges a felületre.

R sugarú gömbfelületen való mozgás: ϕ(x, y, z) = x 2 + y 2 + z 2 R 2 = 0. q 1 = θ és q 2 = φ. koordinátatranszformáció + x = x(r, θ, φ) y = y(r, θ, φ) z = z(r, θ, φ). ψ(r, θ, φ) = r R = 0, tehát r = állandó. kikötés. A kényszer által tiltott sugárirányú mozgás merőleges a felületre. Nem minden holonom feltételre x 1, x 2,..., x 3N q 1, q 2,... q 3N transzformáció, melyben a k darab kötést megfelelő számú q koordináta állandósága biztosítja.

R sugarú gömbfelületen való mozgás: ϕ(x, y, z) = x 2 + y 2 + z 2 R 2 = 0. q 1 = θ és q 2 = φ. koordinátatranszformáció + x = x(r, θ, φ) y = y(r, θ, φ) z = z(r, θ, φ). ψ(r, θ, φ) = r R = 0, tehát r = állandó. kikötés. A kényszer által tiltott sugárirányú mozgás merőleges a felületre. Nem minden holonom feltételre x 1, x 2,..., x 3N q 1, q 2,... q 3N transzformáció, melyben a k darab kötést megfelelő számú q koordináta állandósága biztosítja. Ha a kötések nem holonómok, akkor a kötések még csak nem is vezetnek a koordináták számának csökkenéséhez.

Általános koordinátákat használunk, ha a dinamikáról feltételezzük, hogy valamely szimmetriát követ. Például ha izotróp a külső tér szférikus koordináták. Ebben az esetben a három koordináta egymástól függetlennek tekinthető.

Általánosítsuk a koordinátatranszformációt: r i = r i (q 1, q 2,..., q f, t), i = 1, N (13) Jelölés: x i = x i (q, t), i = 1, 3N, q = (q 1, q 2,..., q f ) (14) m i i = 1, 3N m 3k 2 = m 3k 1 = m 3k, k = 1, N.

Általánosítsuk a koordinátatranszformációt: Jelölés: r i = r i (q 1, q 2,..., q f, t), i = 1, N (13) x i = x i (q, t), i = 1, 3N, q = (q 1, q 2,..., q f ) (14) m i i = 1, 3N m 3k 2 = m 3k 1 = m 3k, k = 1, N. Egy tetszőleges f (q, q, t) függvény idő szerinti teljes deriváltja: d f f (q, q, t) = q r + f q r + f dt q r q r t.

Általánosítsuk a koordinátatranszformációt: Jelölés: r i = r i (q 1, q 2,..., q f, t), i = 1, N (13) x i = x i (q, t), i = 1, 3N, q = (q 1, q 2,..., q f ) (14) m i i = 1, 3N m 3k 2 = m 3k 1 = m 3k, k = 1, N. Egy tetszőleges f (q, q, t) függvény idő szerinti teljes deriváltja: Az f = f (q, t) sajátos esetben: d f f (q, q, t) = q r + f q r + f dt q r q r t. d f f (q, t) = q r + f dt q r t. (15)

Általánosítsuk a koordinátatranszformációt: Jelölés: r i = r i (q 1, q 2,..., q f, t), i = 1, N (13) x i = x i (q, t), i = 1, 3N, q = (q 1, q 2,..., q f ) (14) m i i = 1, 3N m 3k 2 = m 3k 1 = m 3k, k = 1, N. Egy tetszőleges f (q, q, t) függvény idő szerinti teljes deriváltja: Az f = f (q, t) sajátos esetben: d f f (q, q, t) = q r + f q r + f dt q r q r t. d dt d f f (q, t) = q r + f dt q r t. (15) q s f (q, t) = d f (q, t) q s dt azaz a kétféle deriválás sorrendje felcserélhető.

(14) és (15) alapján a sebesség: x i = dx i dt = q r x i + x i q r t. (16)

(14) és (15) alapján a sebesség: A mozgási energia: x i = dx i dt = q r x i + x i q r t. (16) T = i m i 2 ẋ 2 i =

(14) és (15) alapján a sebesség: A mozgási energia: x i = dx i dt = q r x i + x i q r t. (16) T = i = i m i 2 ẋ 2 i = [ x i x i m i q r q s + 2 x i x i q r + q r q s t q r ( ) ] 2 xi t

(14) és (15) alapján a sebesség: A mozgási energia: x i = dx i dt = q r x i + x i q r t. (16) T = i m i 2 ẋ 2 i = [ x i x i m i q r q s + 2 x i x i q r + q r q s t q r = i = T 2 + T 1 + T 0, ( ) ] 2 xi t (17) ahol T 2 = 1 2 α rs q r q s, másodrendűen homogén (kvadratikus), (18) T 1 = β r q r, elsőrendűen homogén (lineáris), (19) T 0 = γ, nemnegatív fg. (20) α rs, β r és γ az általános koordináták és idő függvényei T = T (q, q, t), q = (q 1, q 2,..., q f ) T 1 és T 0 csak nem eltűnő x i / t esetén jelenik meg.

T 2 = 1 2 α rs q r q s, másodrendűen homogén (kvadratikus), (21) T 1 = β r q r, elsőrendűen homogén (lineáris), (22) T 0 = γ, nemnegatív fg. (23) α rs, β r és γ az általános koordináták és idő függvényei T = T (q, q, t), q = (q 1, q 2,..., q f ) T 1 és T 0 csak nem eltűnő x i / t esetén jelenik meg.

T 2 = 1 2 α rs q r q s, másodrendűen homogén (kvadratikus), (21) T 1 = β r q r, elsőrendűen homogén (lineáris), (22) T 0 = γ, nemnegatív fg. (23) α rs, β r és γ az általános koordináták és idő függvényei T = T (q, q, t), q = (q 1, q 2,..., q f ) T 1 és T 0 csak nem eltűnő x i / t esetén jelenik meg. Időtől független koordinátatranszformációk esetén a mozgási energia kvadratikus az általános sebességekben.

T 2 = 1 2 α rs q r q s, másodrendűen homogén (kvadratikus), (21) T 1 = β r q r, elsőrendűen homogén (lineáris), (22) T 0 = γ, nemnegatív fg. (23) α rs, β r és γ az általános koordináták és idő függvényei T = T (q, q, t), q = (q 1, q 2,..., q f ) T 1 és T 0 csak nem eltűnő x i / t esetén jelenik meg. Időtől független koordinátatranszformációk esetén a mozgási energia kvadratikus az általános sebességekben. Időtől függő koordinátatranszformációk esetén a mozgási energia az általános sebességben kvadratikus tag mellett (T 2 ) egy lineáris tagot (T 1 ) és egy sebességtől független tagot (T 0 ) is tartalmaz.

T 2 = 1 2 α rs q r q s, másodrendűen homogén (kvadratikus), (21) T 1 = β r q r, elsőrendűen homogén (lineáris), (22) T 0 = γ, nemnegatív fg. (23) α rs, β r és γ az általános koordináták és idő függvényei T = T (q, q, t), q = (q 1, q 2,..., q f ) T 1 és T 0 csak nem eltűnő x i / t esetén jelenik meg. Időtől független koordinátatranszformációk esetén a mozgási energia kvadratikus az általános sebességekben. Időtől függő koordinátatranszformációk esetén a mozgási energia az általános sebességben kvadratikus tag mellett (T 2 ) egy lineáris tagot (T 1 ) és egy sebességtől független tagot (T 0 ) is tartalmaz. Koordinátatranszformáció esetén a kinetikus energia kifejezése az általános sebességek mellett az általános koordinátákat is tartalmazhatja.

A D Alembert elv A virtuális munka elve statikus rendszerekre alkalmazható. Kiterjesztjük dinamikai rendszerekre.

A D Alembert elv A virtuális munka elve statikus rendszerekre alkalmazható. Kiterjesztjük dinamikai rendszerekre. Az i. részecske mozgásegyenlete: ṗ i = F i + F i, ahol F i a szabaderők és F i a kényszererők eredője.

A D Alembert elv A virtuális munka elve statikus rendszerekre alkalmazható. Kiterjesztjük dinamikai rendszerekre. Az i. részecske mozgásegyenlete: ṗ i = F i + F i, ahol F i a szabaderők és F i a kényszererők eredője. ahol ṗ i tehetetlenségi erő F i + F i ṗ i = 0,

A D Alembert elv A virtuális munka elve statikus rendszerekre alkalmazható. Kiterjesztjük dinamikai rendszerekre. Az i. részecske mozgásegyenlete: ṗ i = F i + F i, ahol F i a szabaderők és F i a kényszererők eredője. F i + F i ṗ i = 0, ahol ṗ i tehetetlenségi erő a dinamika második törvénye: egy testre ható erők eredője mindig nulla. F i δr i :

A D Alembert elv A virtuális munka elve statikus rendszerekre alkalmazható. Kiterjesztjük dinamikai rendszerekre. Az i. részecske mozgásegyenlete: ṗ i = F i + F i, ahol F i a szabaderők és F i a kényszererők eredője. F i + F i ṗ i = 0, ahol ṗ i tehetetlenségi erő a dinamika második törvénye: egy testre ható erők eredője mindig nulla. F i δr i : (F i ṗ i )δr i = 0 (24) D Alembert elv. i