ÚLOHA VÍCE TĚLES V NEBESKÉ ECHANICE SPECIFIKACE PROBLÉU Řeš úlohu ěles zaeá aléz pohyby ( foulova pohybové ovce a aléz ech řešeí) hoých bodů (esp ěles př zaedbáí duhoé oace) a eé působí pouze vzáeé gavačí síly podle Newoova gavačího záoa Uvažue bodů o hoosech eé se obecě pohybuí a epohyblvý počáe ecálí souřadcové sousavy (vz ob) časově poěé polohové veoy bodů vzhlede ozače Na aždý bod ( ) působí přažlvé gavačí síly ( ) osaích bodů F ŘEŠENÍ Ozače polohový veo -ého bodu vzhlede -éu ao Pa zřeě e () Podle veoového vau Newoova gavačího záoa (vz Úloha dvou ěles) po síly F plaí F de e uvezálí gavačí osaa a e velos veou (vzdáleos bodů a ) Pohybová (veoová) ovce -ého bodu á poo va F Po áceí dosáváe vzah po veo zychleí -ého bodu a záladě poloh a hoosí osaích bodů ve vau a () Jedá se o eleáích dfeecálích ovc duhého řádu po ezáé [ y z ] fuce závslos polohy -ého bodu a čase apř ve vhodě zvoleých aézsých souřadcích y z s počáe v bodě Rovcí () říáe pohybové ovce po úlohu ěles v absoluích souřadcích Nechť bod (ěleso) e výzaé apř í že á ze všech evěší hoos (Sluce po plaeáí sousavu; Zeě po ěsíc a další uělá ělesa v gavačí pol Zeě)
Odvodíe pohybové ovce po pozoovaele a pohybuící se bodě Ozače podle () polohový veo bodu vůč Pše ovce () epve po a poé po osaí Dosaee () (4) Ve (4) se epve od sčíaců odděll sčíace po a poé se uvážl že podle () Odečeí ovce () od (4) dosaee (5) Zde se opě využl () spolu se zavedeí edodeových veoů Vyděle z posledího sčíace zvlášť -ý čle Dosaee Pví sčíaec éo ovos sdužíe s pví sčíace pavé say v (5) a duhý sčíaec podobě s duhý v (5) Zísáe (5) ve vau odud (6) Jedá se o dfeecálích ovc řádu po ezáé [ ] ζ fuce závslos elaví polohy -ého bodu vůč (pohybuícíu se) bodu apř ve zvoleých aézsých souřadcích ζ s počáe v Těo ovcí říáe pohybové ovce po úlohu ěles v elavích souřadcích Všěe s že levá saa (6) (aulovaá) by byla pohybovou ovcí po poblé dvou ěles a (epleovsou) Pavá saa v (6) vyadřue zv ušvé zychleí osaích ělesspecálí případ po úlohu ěles: Rovce (6) po a pa dává
(7) ( ) Po pa důležý e případ zv oezeé úlohy ří ěles dy předpoládáe že (uěle vyobeé oscé ěleso vůč Ze a ěsíc eve Sluc zaedbaelé hoos) Pa (7) přede do vau ( ) (8) Pví ovce (8) e pa epleovsá ovce po ěleso př uísěí pozoovaele do cea Duhá ovce (8) e ovce po ělíso ovlvěá ušvý zychleí ělesa a pavé saě Nepoužívaěší aeacý odel (8) e po ěleso coby Ze ěleso coby ěsíc (eveuálě Sluce) a ělíso coby uělá dužce (oscá aea) Jeslže avedee do ovy dáhy ěsíce ole Zeě bude se v éo ově vale pohybova poože se zachovává celový oe hybos e sředu hoos sousavy odel (8) pa voří dvě dfeecálí ovce řádu po ezáou veoovou fuc [ ] popsuící polohu ělesa (ěsíce) v ově pohybu daé sřede cea (Zeě) a aváděcí ychlos a ezáou veoovou fuc [ ] popsuící polohu ělesa (dužce) v éže ově vždy vůč sředu cea (Zeě) Osu souřadcové sousavy volíe a aby pocházela bode avedeí ělesa (vz ob) Zřeě e [ ] ( ) ( ) Veoové dfeecálí ovce (8) pa předou do (dvoásobého poču) saláích dfeecálích ovc vau ( ) ( )
[ ] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] Př ozačeí fucí 4 a zavedeí fucí 4 4 lze sousavu čyř ovc duhého řádu převés a sousavu os ovc pvího řádu vau 6 4 6 4 ( ) ( ) ( ) ( 4) Teo va lze apsa foálě veoově ao 4 [ ] f S vae fuce f [ f f ] T 8 vsoupíe do sofwae v ATLABu a po řešeí sousavy dfeecálích ovc využee poceduy ODE ebo ODE45 Počáečí podíy [ ] T budou ásleduící: 8 Polohové po ěleso (ěsíc) cosβ ; s β Paaey a β e učea poloha ěsíce (ělesa ) v čase - vz ob (edy v oažu avedeí dužce ) Polohové po ěleso ; 4 Paaee e učea vzdáleos bodu avedeí dužce od sředu cea (Zeě) Rychlosí po ěleso π π v cos β ; 5 6 v s β Paaee v e učea (oažá) ychlos ěsíce (ělesa π ) vůč ceu Sčíaec v agueu gooecých fucí zaeá že ychlos e (přblžě) olá a původč
4 Rychlosí po ěleso v cosβ ; s β 7 8 v Paaey v a β e uče veo v aváděcí ychlos dužce (ělesa ) Pozáy: ) á-l bý sulace eálá e časová záladí edoa (seuda) přílš alá Zavedee poo ezávsle poěou τ ao τ de e původí časová poěá v seudách a osaa udávaící ol seud aí ové časové edoy Např e-l τ v hodách e 6 e-l τ ve dech e 864 Po aždou dfeecovaelou fuc f poo plaí íso časových devací d d df d df dτ df dτ d dτ do levých sa dfeecálích ovc dosazuee d dτ ) Vyee-l a pavých saách dfeecálích ovc velču obeví se ve duhých sčíacích poě ho p Po odelovou úlohu Zeě ěsíc alé ěleso e (ěsíc e 8 á lehčí ež Zeě) Paae K á po Ze hodou 4 K 667 597 4 98 / s 4 98 / s Zavedee-l 4 osau K číselou hodoou 98 vyadřuee vzdáleos (polohové souřadce ež sou výslede řešeí sousavy dfeecálích ovc) v egaeech ) Hodoy a v vysyuící se v počáečích podíách po ěleso (ěsíc) lze vol (poud ezáe přesěší hodoy) ao sředí vzdáleos Zeě-ěsíc a sředí ychlos pohybu ěsíce ole Zeě po případ uhové dáhy Tyo paaey sou 84 v s / 4) Po případ odelu Sluce-Zeě-alé ěleso by bylo 6 p (Sluce e 4 á hoěší ež Zeě); K 667 597 4 / s 4 / s Počáečí podíy a v po Ze lze vol opě ve vau sředí vzdáleos Sluce-Zeě a sředí ychlos Zeě ole Sluce po případ eí uhové dáhy Pa e 496 v 98 s /