2) Классикалық механикадағы Лагранж функциясына жалпылама беріңдер, яғни:
- Лагранж функциясының қасиеттеріне.
- Лагранж функциясы және себептілік принципіне.
- Еркін бөлшектің Лагранж функциясына.
Лагранж теңдеулерін қорытамыз. Ол үшін қандай да бір координата – және жылдамдық – арқылы сипатталатын функцияны қарастырамыз.
Сонымен, – Лагранж функциясы немесекинетикалық потенциал деп аталады. Лагранж функциясы кинетикалық энергия және потенциялық энергияайырмасына тең:
(1)
Еркін материалдық нүктенің Лагранж функциясы
(2)
Мұндағы – материалдық нүктеніңмассасы деп аталады. Лагранж функциясының аддитивті қасиеті бойынша, бір-бірімен әсерлеспейтін материалдық нүктелер үшін:
(3)
Енді тұйық жүйеде, яғни тек бір-бірімен ғана әсерлесетін нүктелер жиыны үшін Лагранж функциясын жазып көрелік. Материалдық нүктелердің бір-бірімен әсерлесуі жоғарыдағы (3) өрнекке функциясын қосып жазамыз
(4)
Мұндағы – материалдық нүктесінің радиус векторы. Сонымен (4) тұйық жүйенің Лагранж функциясының жалпы түрі болып табылады. Мына қосынды
(5)
кинетикалық энергия, ал – потенциалдық энергия деп аталады.
Лагранж функциясынан уақыт бойынша алынған анықталған интегралын – деп белгілейміз және оны «әсер» деп атаймыз:
(1)
Эйлер Әсер функциясын шешу барысында, функционалдарды қолдану арқылы, математикадағы жаңа әдіс – вариациялау әдісін тапты.
Вариациялық есептеулердегі вариациялау дифференциалдау тәрізді грек әрпімен белгіленеді.
, (2)
Жалпылама координаттарда жазылған Лагранж функциясы:
(3)
(4)
вариациясын табамыз:
(5)
(6)
Екінші мүшені жеке қарастыратын болсақ:
(7)
дифференциалдау мен вариациялау коммутативті болғандықтан, оларды қолдану тәртібі ауысып келе береді:
(8)
(9)
Интегралдау аймағында координаттар вариациясы кез келген мәнге ие бола алады. Жақшаның ішіндегі мән оның коэффициенті болып табылады. Осы коэффициент нөлге тең болса ғанашарты орындалады.
, (10)
Осы теңдеулер Лагранж теңдеулері деп аталады.
Достарыңызбен бөлісу: |