Уравнения Лагранжа и законы сохранения




Занятие 1

Кинематика материальной точки.

 

1. Радиус-вектор частицы , где – постоянный вектор, – положительная постоянная. Найти: а) скорость и ускорение частицы в зависимости от времени ; б) промежуток времени, по истечении которого частица вернется в исходную точку, и ее путь при этом.

2. Частица движется по прямой со скоростью , где и – положительные постоянные. В момент времени координата . Найти зависимости скорости, ускорения и координаты от времени.

3. Радиус-вектор частицы , где и – положительные постоянные. Найти а) уравнение траектории ; б) зависимости от времени скорости , ускорения и модулей этих величин; в) зависимость от времени угла между векторами и .

4. Ускорение частицы постоянно и направлено против положительного направления оси . Уравнение траектории , где и – положительные постоянные. Найти скорость в начале координат.

5. Частица движется по эллипсу с ускорением, параллельным оси . Найти ускорение как функцию координаты , если , .

 

Занятие 2

Уравнения движения материальной точки.

 

1. Частица движется в плоскости со скоростью , где и – положительные постоянные. В начальный момент . Найти уравнение траектории и радиус ее кривизны в зависимости от координаты .

2. На наклонную под углом к горизонту плоскость с высоты начал падать мяч. На каком расстоянии от места падения он упадет на плоскость вторично, если соударение упругое.

3. Мяч, брошенный с земли со скоростью под углом к горизонту, прыгает по горизонтальной поверхности. Отношение скоростей мяча до и после удара постоянно и равно . Найти время движения мяча и расстояние, пройденное им по горизонтали.

4. Выразите ускорение частицы в сферических координатах.

5. Выразите ускорение частицы в цилиндрических координатах.

Занятие № 3

Функция Лагранжа.

 

 

1. Составить функцию Лагранжа для математического маятника массой и длиной с неподвижной точкой подвеса.

2. Составить функцию Лагранжа для математического маятника массой и длиной , точка подвеса которого движется горизонтально с постоянной скоростью в плоскости качаний маятника.

3. Составить функцию Лагранжа для математического маятника массой и длиной , точка подвеса которого движется по наклоненной под углом к горизонту прямой с постоянным ускорением в плоскости качаний маятника.

4. Составить функцию Лагранжа для математического маятника массой и длиной , точка подвеса которого совершает вертикальные колебания по закону , где и – положительные постоянные.

5. Составить функцию Лагранжа и найти уравнение движения маятника, представляющего собой материальную точку массой , подвешенную на невесомой нерастяжимой нити, навернутой на неподвижный горизонтальный цилиндр радиусом . Длина свисающей в равновесии части нити равна .

 

Занятие № 4

Уравнения Лагранжа.

 

1. К оси однородного цилиндра массой , который может кататься без скольжения по горизонтальной плоскости, прикреплен шарнирно однородный стержень длиной и массой . Составить функцию Лагранжа и дифференциальные уравнения движения системы.

 

 

2. С помощью уравнений Лагранжа найдите ускорение груза массой . Тела и считать однородными цилиндрами равного радиуса и массами и соответственно. Нить невесомая и нерастяжимая; сопротивлением движению пренебречь.

 

3. С помощью уравнений Лагранжа найдите ускорение тела . Массы тел и равны и соответственно. Трением пренебречь.

 

4. С помощью уравнений Лагранжа найдите ускорение тел. Трением пренебречь.

 

5. Клин массой . находится на гладкой горизонтальной поверхности. С клина скатывается без скольжения однородный цилиндр массой . Используя уравнения Лагранжа, найдите ускорение клина.

 

 

Занятие № 5

Уравнения Лагранжа и законы сохранения

 

1. На одном конце легкой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий неподвижный блок, укреплен груз массой . По другому концу нити перемещается обезьяна массой по закону относительно нити. Найти функцию Лагранжа системы и закон движения обезьяны относительно Земли. Сопротивлением движению пренебречь.

2. Частица массой движется по гладкой кривой . Ось горизонтальна, ось образует угол с вертикалью. Найти функцию Лагранжа и интеграл энергии частицы.

3. Частица массой движется в однородном поле тяжести по циклоиде: , . Ось направлена вертикально вверх. Найти функцию Лагранжа, первый интеграл и закон движения.

4. Два шарика с массами и , соединенные легкой пружиной с жесткостью и длиной в ненапряженном состоянии, движутся по гладкой горизонтальной прямой. Найти лагранжиан и интегралы движения.

5. Частица массой движется по гладкой поверхности конуса с углом при вершине. Ось конуса вертикальна. Найти функцию Лагранжа, первые интегралы и закон движения частицы.

Занятие № 6



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: