全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 العربية 版。

الفيزياء · 术语表

什么是 المخطط الطوري?

تعريف 13.14 الفيزياء الجامعية — السنة الأولى · 第 13 章 — الشغل والطاقة والطاقة الكامنة

المخطط الطوري لحركة في بُعد واحد هو جملة المنحنيات التي ترسمها النقطة (x,x˙)(x, \dot x) في المستوي الطوري. وفي جملة محافظة يكون كل منحن خطَّ مستوى 12mx˙2+Ep(x)=Em\tfrac12 m\dot x^2 + E_p(x) = E_m: فمنحنيات مغلقة حول مواضع التوازن المستقر (أي اهتزازات)، ومنحنيات مفتوحة للحركة الحرّة، وبينها، مارّةً بمواضع التوازن غير المستقر، المنحنيات الفاصلة التي تفصل الصنفين. وتُقطع المنحنيات في اتجاه عقارب الساعة (x˙>0\dot x > 0 يعني xx متزايدًا) ولا تتقاطع أبدًا.

المخطط الطوري للبندول البسيط، 1/2 2 + _02(1 - ) = ثابت. المنحنيات المغلقة (بالأزرق): تأرجحات حول التوازن المستقر = 0؛ والمنحنيات المفتوحة (بالبرتقالي): دورات كاملة؛ وبينها المنحني الفاصل (بالأحمر) المارّ بموضعَي التوازن غير المستقر = ±π، وهو الحركة التي تبلغ القمة بالكاد.
المخطط الطوري للبندول البسيط، 12θ˙2+ω02(1−cos⁡θ)=ثابت\tfrac12\dot\theta^2 + \omega_0^2(1 - \cos\theta) = \text{ثابت}. المنحنيات المغلقة (بالأزرق): تأرجحات حول التوازن المستقر θ=0\theta = 0؛ والمنحنيات المفتوحة (بالبرتقالي): دورات كاملة؛ وبينها المنحني الفاصل (بالأحمر) المارّ بموضعَي التوازن غير المستقر θ=±π\theta = \pm\pi، وهو الحركة التي تبلغ القمة بالكاد.

示例

مثال 13.15 (منظر البندول)

Ep=−mgℓcos⁡θE_p = -mg\ell\cos\theta: نهاية صغرى عند θ=0\theta = 0 مع Ep′′=mgℓE_p'' = mg\ell، ومنه ω02=gℓ/(mℓ2)=g/ℓ\omega_0^2 = g\ell/(m\ell^2) = g/\ell — وهي نتيجة الاهتزازات الصغيرة في المثال 12.12 مقروءةً من تقوّس البئر؛ ونهاية عظمى عند θ=π\theta = \pi، أي البندول المقلوب، وهو غير مستقرّ. وبالطاقة Em<mgℓE_m < mg\ell: اهتزاز بين ±θmax⁡\pm\theta_{\max}؛ وبالطاقة Em>mgℓE_m > mg\ell: يتجاوز القمة ويدور؛ وعند Em=mgℓE_m = mg\ell: المنحني الفاصل، أي اقتراب من القمة بطيء إلى ما لا نهاية.

在原文中阅读 ←