Предисловие | 7 |
|
Г Л А В А 1. УРАВНЕНИЯ НЬЮТОНА И ЛАГРАНЖА | 9 |
|
Лекция 1. Скалярные, векторные и тензорные поля в евклидовом пространстве | 9 |
Многообразие. Координаты. Евклидово пространство. Векторы в евклидовом пространстве. Скалярное произведение векторов. Векторное произведение векторов. Скалярное и векторное поля на многообразии. Тензоры в евклидовом пространстве. Диагонализация матрицы Производная определителя. |
Лекция 2. Кинематика | 19 |
Система отсчёта. Галилеево пространство. Кинематика. Базисные векторы. Угловая скорость одного базиса относительно другого. Два вращающихся базиса. Частица в пространстве. Скорость и ускорение в декартовых координатах. Скорость и ускорение в цилиндрических координатах. Естественные координаты. |
Лекция 3. Законы Ньютона | 25 |
Инерциальные системы отсчёта. Силы в механике. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Приближение внешнего поля. |
Лекция 4. Импульс, момент импульса, потенциальная энергия. Законы изменения динамических переменных | 29 |
Закон изменения импульса системы. Закон изменения момента импульса системы. Закон изменения кинетической энергии. Потенциальная энергия взаимодействия частиц Закон сохранения полной энергии. Уравнение Мещерского. Теорема вириала. |
Лекция 5. Движение свободной частицы во внешнем поле | 35 |
Одномерное движение в консервативном поле. Движение заряда в электромагнитном поле. Движение частицы в центрально-симметричном поле. |
Лекция 6. Задача Кеплера | 40 |
Потенциальная энергия взаимодействия однородного шара и частицы. Первые интегралы. Решение задачи Кеплера. Движение по эллипсу. Траектория частицы в пространстве. Орбитальные полёты. Коррекция траектории. |
Лекция 7. Уравнения Лагранжа | 51 |
Лагранжиан, функционал действия. Принцип Гамильтона-Остроградского (или принцип наименьшего действия) Первые интегралы. Теорема Нетер. Движение системы во внешнем поле. Лагранжиан заряженной частицы в заданном электромагнитном поле. Вектор-потенциал магнитного поля соленоида. |
Лекция 8. Движение относительно неинерциальных систем отсчёта | 60 |
Лагранжиан частицы в поступательно движущейся системе отсчёта и во вращающейся системе отсчёта. |
|
Г Л А В А 2. ДВИЖЕНИЕ СИСТЕМЫ ЧАСТИЦ | 64 |
|
Лекция 9. Система N частиц | 64 |
Лагранжиан системы N частиц. Лагранжевы движения. Уравнения движения в относительных координатах. Задача трёх тел. Переменные Якоби. |
Лекция 10. Задача двух тел | 69 |
Лагранжиан и уравнения движения. Движение в системе центра масс (СЦМ). Приближение внешнего поля. Система Земля-Луна в поле тяготения Солнца. Гравитационная рогатка. Движение двух зарядов во внешнем поле. |
Лекция 11. Упругое рассеяние частиц | 75 |
Кинематика упругого рассеяния. Динамическая теория рассеяния. Сечение рассеяния реакции p1+ p2 p'1 + р'2. Упругое рассеяние. Дифференциальные распределения в лабораторной системе. Обратная задача рассеяния. Условие классичности рассеяния. Рассеяние тождественных частиц. |
Лекция 12. Ограниченная задача трёх тел | 87 |
Лагранжиан ограниченной задачи трёх тел. Ограниченная круговая задача трёх тел. Точки либрации. Вклад Луны в ускорение свободного падения. |
Лекция 13. Межпланетные полёты | 93 |
Солнечная система. Наша Галактика и Вселенная. Полёты к Луне. Полёты к Венере. Полёты к Марсу. Космический вояж к дальним планетам. Сфера действия. Вторая космическая скорость. Третья космическая скорость. Четвёртая космическая скорость. Гомановская траектория перелёта. Движение аппарата внутри сферы действия планеты-цели. |
|
Г Л А В А 3. УРАВНЕНИЯ ЛАГРАНЖА СИСТЕМ СО СВЯЗЯМИ | 108 |
|
Лекция 14. Уравнения Лагранжа 1-го рода | 108 |
Голономные связи. Силы реакции. Виртуальные перемещения. Идеальные связи. Метод неопределённых множителей Лагранжа. Закон изменения полной энергии. Принцип Д'Аламбера-Лагранжа. Неголономные связи. |
Лекция 15. Уравнения Лагранжа в независимых координатах | 118 |
Обобщённые координаты. Уравнения Лагранжа второго рода. Обобщённые импульс и энергия. Принцип Гамильтона. Движение в неинерциальной системе отсчёта. |
Лекция 16. Движение частицы по поверхности | 124 |
Координаты на поверхности. Векторные и тензорные поля на многообразии. Метрика на поверхности. Поднятие и опускание индексов. Геодезические кривые. Локально-геодезическая система координат. Ковариантное дифференцирование. Тензор кривизны. Тензор внешней кривизны. Расхождение геодезических. |
|
Г Л А В А 4. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ | 136 |
|
Лекция 17. Свободные колебания | 136 |
Одномерные колебания. Осциллятор в среде с линейным трением. Фазовый портрет линейного осциллятора. Система с s степенями свободы. Линейные колебания консервативной системы. Условия существования ограниченных решений. Биения. Нормальные координаты. |
Лекция 18. Вынужденные колебания | 149 |
Одномерные колебания. Запаздывающая функция Грина. Энергия, потребляемая системой. Резонанс. Переходный и установившийся режимы. Колебания связанных систем. |
Лекция 19. Общие свойства нелинейных систем | 161 |
Нелинейные системы. Нелинейные системы на плоскости. Синэргетика. Устойчивость по Ляпунову. Функция Ляпунова. Устойчивость по линейному приближению. Предельный цикл. Бифуркация. Бифуркация Хопфа. Бифуркация удвоения периода. Переход к хаосу. Детерминированный хаос. Система Лоренца. Странный аттрактор. Размерность Хаусдорфа. Фракталы. Хаос в динамических системах. |
Лекция 20. Нелинейные колебания | 184 |
Решение нелинейных уравнений методом усреднения. Автоколебания. Вынужденная синхронизация. Система с медленно изменяющимися параметрами. Адиабатические инварианты. Параметрический резонанс в нелинейной системе. Многомерные системы. |
|
Г Л А В А 5. ДВИЖЕНИЕ ТВЁРДОГО ТЕЛА | 198 |
|
Лекция 21. Кинематика и динамические переменные твёрдого тела | 198 |
Координаты твёрдого тела. Углы Эйлера. Угловая скорость. Скорость и ускорение частиц твёрдого тела. Мгновенная ось вращения. Чистое качение. Динамические переменные. Тензор инерции. Твёрдое тело с одной неподвижной точкой. |
Лекция 22. Уравнения Эйлера | 206 |
Равновесие твёрдого тела. Уравнения Эйлера. Движение твёрдого тела с одной закреплённой точкой. Движение тела с неподвижной осью. Оси Резаля. Гироскопический момент. |
Лекция 23. Уравнения Лагранжа | 221 |
Движение свободного твёрдого тела. Обобщённые импульсы и силы. Движение твёрдого тела с одной неподвижной точкой в однородном поле тяжести (случай Лагранжа). Плоскопараллельное качение твёрдого тела. Движение твёрдого тела относительно неинерциальной системы отсчёта, вращающейся с угловой скоростью Ω(t). Космический аппарат (КА) в ньютоновом поле тяготения. Движение КА относительно центра масс. Гравилёт. |
Лекция 24. Электромеханика | 233 |
Квазистационарные поля и токи. Функция Лагранжа электромеханической системы линейных проводников. Уравнения Лагранжа. Сила Ампера и момент силы Ампера. Магнитный момент проводника с током. Закон изменения обобщённой энергии. Нейтральная частица в электромагнитном поле. Твёрдое неферромагнитное тело в магнитном поле. |
|
Г Л А В А 6. КАНОНИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ | 250 |
|
Лекция 25. Уравнения Гамильтона | 250 |
Преобразование Лежандра. Гамильтониан. Канонические уравнения. Функционал уравнений Гамильтона. Скобки Пуассона. Теорема Пуассона. Расширенное фазовое пространство. Интегрируемость гамильтоновых систем. Фазовый поток. Теорема Лиувилля. |
Лекция 26. Канонические преобразования | 261 |
Метод вариации канонических постоянных Производящие функции канонических преобразований Линейные канонические преобразования. Диагонализация гамильтониана. Операторная форма канонических преобразований. Канонические преобразования в классической теории магнитного резонанса. |
Лекция 27. Уравнение Гамильтона-Якоби | 278 |
Полный интеграл. Теорема Якоби. Метод разделения переменных. Переменные действие-угол. Метод характеристик. Метод Фока. Задача Коши. Классическая механика и квантовая механика. Уравнение Гамильтона-Якоби в p-представлении. Элементы гамильтоновой оптики. |
Лекция 28. Каноническая теория возмущений | 297 |
Построение формальных рядов. Структура ряда теории возмущений. Условия Существования решения. Интегрирование уравнений движения, Реакция системы на внешнее возмущение. Спонтанное и индуцированное излучение классических систем. |
Лекция 29. Метод усреднения канонических систем | 314 |
Секулярные члены. Методы усреднения гамильтоновых систем. Каноническое преобразование к медленным переменным. Локализация энергии в нелинейной системе. Параметрический резонанс. Система в быстроосциллирующем поле. Заряженная частица в высокочастотном поле. |
Лекция 30. Метод удвоения переменных | 331 |
Гамильтониан нелинейной системы первого порядка. Обращение интегралов. Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Усреднение слабонелинейных систем. Линейные сингулярно-возмущенные уравнения. Система общего вида. |
Лекция 31. Гамильтонова теория специальных функций | 344 |
Гамильтонова форма линейного уравнения второго порядка. Преобразование аргумента. Нормализация гамильтониана. Преобразование Лиувилля-Грина. Преобразование Беклунда. Высшие ВКБ-приближения. Решение в окрестности обыкновенной точки. Решение в окрестности регулярной особой (или правильной) точки. Исследование асимптотических разложений. |
|
Г Л А В А 7. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ МЕХАНИКА | 357 |
|
Лекция 32. Заряд в электромагнитном поле | 357 |
Пространство Минковского. Преобразование Лоренца. Четырёхмерные скорость и импульс частицы. Масса системы невзаимодействующих частиц. Электромагнитное поле. Лагранжиан и уравнения движения. Заряд в плосковолновом поле. Уравнения Гамильтона. Канонические преобразования. Уравнение Гамильтона-Якоби. Ковариантная теория возмущений в классической электродинамике. |
|
Приложение. Эллиптические функции | 381 |
|
Список литературы | 382 |