Higit pa sa mga mekanika?

Higit pa sa mga mekanika?
Anonim

Sagot:

Tingnan sa ibaba.

Paliwanag:

Gagamitin namin ang tinatawag na Euler Lagrange formulation

# d / dt ((partialL) / (bahagyang tuldok q_i)) - (bahagyang L) / (bahagyang q_i) = Q_i #

kung saan #L = T-V #. Sa pagsasanay na ito mayroon kami # V = 0 # kaya nga #L = T #

Pagtawag # x_a # ang sentro ng kaliwang cylinder coordinate at # x_b # ang rigth isa, mayroon kami

# x_b = x_a + R costheta + Lcosalpha #

Dito # sinalpha = R / Lsintheta # kaya pinapalitan para sa # alpha #

# x_b = x_a-R costheta + sqrt L ^ 2 - R ^ 2 sin ^ 2theta #

ngayon deriving

#dot x_b = dot x_a + Rsin (theta) dot theta - ((R ^ 2cos (theta) sin (theta)) / sqrt (L ^ 2-R ^ 2sin ^ 2 (theta)

ngunit

# T = 1/2 J (omega_a ^ 2 + omega_b ^ 2) + 1 / 2m (v_a ^ 2 + v_b ^ 2) #

Dito # J # ang momentum ng pagkawalang-galaw tungkol sa sentro ng masa. Gayundin,

# v_a = dot x_a = R dot theta #

#omega_a = dot theta #

kaya, pagkatapos ng mga pagpapalit at pagtawag #xi (theta) = 1- (Rcos (theta)) / sqrt (L ^ 2-R ^ 2sin ^ 2 (theta)) # meron kami

# T = 1/2 (J + mR ^ 2) (1+ (1 + sin (theta) xi (theta)) ^ 2) dot theta ^ 2 #

Pinili namin # theta # bilang pangkalahatan na coordinate. Kaya mababawasan namin # F # actuating sa coordinate # x # sa isang katumbas na puwersa sa # theta #. Ang coordinate na ito ay kumikilos na lumiligid upang kailangan namin ng isang pangkalahatan momentum tungkol sa contact point sa sahig, na kung saan ay

#Q_ (theta) = FR (1+ sintheta) #

Ang equation ng paggalaw ay nakuha pagkatapos

# (J + mR ^ 2) ((1 + sin (theta) xi (theta)) (cos (theta) xi (theta) + sin (theta) xi '(theta)) dot theta ^ 2 + (1+ (1 + sin (theta) xi (theta)) ^ 2) ddot theta) = FR (1 + sin (theta)) # ngayon paglutas para sa #ddot theta #

# ddottheta = (FR (1 + sin (theta)) - (J + mR ^ 2) (1 + sin (theta) xi (theta)) (cos (theta) xi (theta) angta)) dottheta ^ 2) / ((J + mR ^ 2) (1+ (1 + sin (theta) xi (theta)) ^ 2)) #

Nakalakip ang dalawang plots. Ang unang palabas # theta # ebolusyon at ang pangalawa ay para sa # dottheta #

Halaga ng mga parameter:

# R = 0.5, J = 1, m = 1, L = 2 # Ang inilalapat na puwersa ay ipinapakita sa pantay na pula.