100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
College aantekeningen

Analytical Mechanics and Modelling Lecture Notes (PHY2073)

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
59
Geüpload op
08-06-2022
Geschreven in
2020/2021

Full module lecture notes with headings and subheaders for easy navigation

Instelling
Vak











Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Geschreven voor

Instelling
Studie
Onbekend
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
8 juni 2022
Aantal pagina's
59
Geschreven in
2020/2021
Type
College aantekeningen
Docent(en)
David faux
Bevat
Alle colleges

Onderwerpen

Voorbeeld van de inhoud

📓
Lecture Notes/ Week 1 Lecture 1 & 2
Contents
Introduction and Review
Constraints
Example: A Simple Pendulum
Example: A Parabolic Bowl
Degrees of Freedom
Example - a rigid body with centre of mass fixed
Coordinates and Notation
Generalised Coordinates
Example A system with 2 particles and 0 constraints ∴ 6 degrees of freedom


Introduction and Review

📌 Newton → Lagrange→Hamilton



Newton: F = ma
Lagrange: Lagrangian L =T −V
T = kinetic energy and V = potential energy
Hamilton: Hamiltonian H =T +V
Lagrange and Hamilton deal with scalars not vectors


Constraints

Exist when a system is not able to move freely in 3D

Example: A Simple Pendulum

∣L∣ = L = length of inextensible c

⨀ = out of page
⨂ = into page




Lecture Notes/ Week 1 Lecture 1 & 2 1

, a = fixed vector r = vector describing the position of M

Holonomic: Equations of Constraint

1. Motion is in the x-y plane, z =0
2. Have L = r − a or ∣L∣ = L = ∣r − a∣
Non-Holonomic: Inequalities of Constraint

3. θ is limited to −90° → +90°⇒ −90° < θ < 90°

Example: A Parabolic Bowl




1. A mass m slides on the surface of the bowl (no rotation or friction)

m described by 3 coordinates (x, y, z ) and 1 holonomic constraint

z = ax2 + ay2

2 degrees of freedom

2. A mass moves in the bowl

m described by 3 coordinates (x, y, z ) and 1 non-holonomic constraint

z ≥ ax2 + ay2



Lecture Notes/ Week 1 Lecture 1 & 2 2

, 3 degrees of freedom


In Case 1, system only requires 2 coordinates to describe motion of m

In Case 2, system requires 3 coordinates to describe motion of m

Degrees of Freedom
a particle in 3D with no constraints has 3 degrees of freedom

If we have N particles, then

m is Holonomic Constraints
n = no.DOF = 3N − m


Example - a rigid body with centre of mass fixed




x′ , y′ and z ′ axes are fixed with respect to the object, origin at the centre of mass position
There are 3 rotational degrees of freedom associated with rotation about (x, y, z). Coordinates could
be 3 angles (αx , αy , αz ) of axes x′ , y′ , z ′ with respect to (x, y, z)

Coordinates and Notation




Lecture Notes/ Week 1 Lecture 1 & 2 3

, N = 1 → (1 particle)
m = 2 → (2 constraints)

Generalised Coordinates
q! , q2 , q3 , ..., qn where n is degrees of freedom

Example A system with 2 particles and 0 constraints ∴ 6 degrees of freedom
⎧x1 q1 ⎫
Particle 1: ⎨ y1 q2 ⎬
⎩ ⎭
z1 q3

⎧x2 q4 ⎫
Particle 1: ⎨ y2 q5 ⎬
⎩ ⎭
z2 q6
d
For rate of change dt use

Velocities
dx dθ
= ẋ, = θ̇
dt dt

Accelerations
dẋ dθ̇
= ẍ, = θ̈
dt dt

∴ also write qi , q˙i , q¨i




Lecture Notes/ Week 1 Lecture 1 & 2 4
€9,45
Krijg toegang tot het volledige document:

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
tiffanybiles

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
tiffanybiles University of Surrey
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
1
Lid sinds
3 jaar
Aantal volgers
1
Documenten
12
Laatst verkocht
1 jaar geleden

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via Bancontact, iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo eenvoudig kan het zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen