11.9
ضع في اعتبارك نظام كتلة زنبركية عديم الاحتكاك يتم تحديد موضعه بواسطة متغير واحد مستقل. هنا ، الطاقة الكامنة هي مجموع طاقات الجاذبية والمرونة الكامنة ، وسلبي تغيرها يساوي العمل المنجز على النظام.
إذا كان النظام في حالة توازن ويخضع لإزاحة افتراضية ، فيمكن استبدال العمل المنجز بعمل افتراضي.
من مبدأ العمل الافتراضي ، فإن العمل هو صفر لجميع عمليات الإزاحة الافتراضية ، وبالتالي فإن التغيير في الطاقة الكامنة هو أيضا صفرا. بالنسبة للإزاحة الافتراضية الصغيرة ، يتم التعبير عن الطاقة الكامنة من حيث مشتقها الأول بإحداثيات الموضع.
نظرا لأن الإزاحة الافتراضية ليست صفرا ، يجب أن يكون المشتق الأول للطاقة الكامنة صفرا. إذن، يكون النظام في حالة توازن عندما يكون المشتق الأول لطاقته الكامنة صفرا.
تطبيق هذا المعيار على نظام كتلة الزنبرك يعطي موضع التوازن.
إذا كانت الطاقة الكامنة تعتمد على عدة متغيرات مستقلة ، فيجب أن يكون المشتق الجزئي للطاقة الكامنة لكل إحداثي صفرا للتوازن.
تلعب الطاقة المحتملة أو الدالة المحتملة دورًا أساسيًا في تحديد استقرار النظام الميكانيكي. إذا تعرض النظام لقوى الجاذبية والمرونة، يمكن التعبير عن الدا…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.