القوى المعممة: الفرق بين النسختين
[مراجعة غير مفحوصة] | [مراجعة غير مفحوصة] |
ط بوت: ترحيل 6 وصلة إنترويكي, موجودة الآن في ويكي بيانات على d:q1153787 |
لا ملخص تعديل |
||
سطر 10: | سطر 10: | ||
===الإحداثيات المعممة=== |
===الإحداثيات المعممة=== |
||
لنفترض أن المتجهات الموضعية الجزيئات، '''r'''<sub>i</sub>، هي وظيفة الإحداثيات المعممة، q<sub>j</sub>, j=1,...,m. ثم يتم تقدير النزوح الظاهري |
|||
:<math>\delta \mathbf{r}_i = \sum_{j=1}^m \frac {\partial \mathbf {r}_i} {\partial q_j} \delta q_j,\quad i=1,\ldots, n,</math> |
:<math>\delta \mathbf{r}_i = \sum_{j=1}^m \frac {\partial \mathbf {r}_i} {\partial q_j} \delta q_j,\quad i=1,\ldots, n,</math> |
||
حيث |
|||
يصبح الشغل الافتراضي لنظام الجزيئات |
يصبح الشغل الافتراضي لنظام الجزيئات |
||
:<math>\delta W = \mathbf {F}_{1} \cdot \sum_{j=1}^m \frac {\partial \mathbf {r}_1} {\partial q_j} \delta q_j +\ldots+ \mathbf {F}_{n} \cdot \sum_{j=1}^m \frac {\partial \mathbf {r}_n} {\partial q_j} \delta q_j.</math> |
:<math>\delta W = \mathbf {F}_{1} \cdot \sum_{j=1}^m \frac {\partial \mathbf {r}_1} {\partial q_j} \delta q_j +\ldots+ \mathbf {F}_{n} \cdot \sum_{j=1}^m \frac {\partial \mathbf {r}_n} {\partial q_j} \delta q_j.</math> |
||
جمع معاملات |
جمع معاملات q<sub>j</sub> لذلك |
||
:<math>\delta W = \sum_{i=1}^n \mathbf {F}_{i} \cdot \frac {\partial \mathbf {r}_i} {\partial q_1} \delta q_1 +\ldots+ \sum_{i=1}^n \mathbf {F}_{i} \cdot \frac {\partial \mathbf {r}_i} {\partial q_m} \delta q_m.</math> |
:<math>\delta W = \sum_{i=1}^n \mathbf {F}_{i} \cdot \frac {\partial \mathbf {r}_i} {\partial q_1} \delta q_1 +\ldots+ \sum_{i=1}^n \mathbf {F}_{i} \cdot \frac {\partial \mathbf {r}_i} {\partial q_m} \delta q_m.</math> |
||
نسخة 08:46، 24 أبريل 2013
يندرج استخدام القوى المعممة في ميكانيكا لاغرانج (Lagrangian mechanics)، حيث تتناقض مهامها مع الإحداثيات المعممة. ونحصل عليها من القوى التطبيقية، Fi, i=1,..., n، المؤثرة في أي نظام يتميز بمواصفات محددة في مصطلحات الإحداثيات المعممة. في معادلة الشغل الافتراضي، كل قوة معممة هي معامل اختلاف للإحداثيات المعممة.
الشغل الافتراضي
يمكن الحصول على القوى المعممة من حساب الشغل الافتراضي,
الشغل الافتراضي للقوى, Fi, بناءً على الجزيئات Pi, i=1,..., n, التي يتم الحصول عليها من
حيث
الإحداثيات المعممة
لنفترض أن المتجهات الموضعية الجزيئات، ri، هي وظيفة الإحداثيات المعممة، qj, j=1,...,m. ثم يتم تقدير النزوح الظاهري
حيث
يصبح الشغل الافتراضي لنظام الجزيئات
جمع معاملات qj لذلك
القوى المعممة
يمكن صياغة الشغل الافتراضي لأي نظام جزيئات في شكل
بحيث تكون
وتسمى قوى التعميم المرتبطة بالإحداثيات المعممة qj, j=1,...,m.
معادلة السرعة
عند تطبيق مبدأ الشغل الافتراضي نجد سهولة في كثير من الأحيان في الحصول على النزوح الظاهري من سرعات النظام. لنظام الجزيئات n، ندع سرعة كل جزيء Pi be Vi, then the virtual displacement
يعني ذلك أن القوى المعممة، Qj، يمكن تحديدها كما يلي
مبدأ ألمبرت (D'Alembert's principle)
صاغ ألمبرت ديناميكيات الجزيئات كتوازن القوى المطبقة مع أي قوة قصور ذاتي (تُسمى القوة الظاهرة)، مبدأ ألمبرت. قوة القصور الذاتي للجزيء، Pi، للكتلة mi هي
بينما Ai هو تسريع للجزيء.
إذا اعتمد تكوين نظام الجزيئات على الإحداثيات المعممة qj, j=1,...,m، فمن ثم نحصل على قوة القصور الذاتي بواسطة
صيغة ألمبرت لمبدأ نواتج الشغل الافتراضي
المراجع
- ^ Torby، Bruce (1984). "Energy Methods". Advanced Dynamics for Engineers. HRW Series in Mechanical Engineering. United States of America: CBS College Publishing. ISBN:0-03-063366-4.
- ^ T. R. Kane and D. A. Levinson, Dynamics, Theory and Applications, McGraw-Hill, NY, 2005.