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工程数学2012-CH08-数学物理方程的导出
第八章 数学物理方程的导出
8.1 动方程
8.2 扩散方程和热传导方程
8.3 拉普拉斯方程
8.4 波动方程
8.5 线性方程和叠加原理
8.6 定解条件
8.7 小结
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§8.1 动方程
弦的横振动方程
如图,令弦的微小横向位移为u(x ,t ), 设a 很小, 略去所有
三角函数展开中的O(a 2 ) 项,即假设sin a a , cosa 1,
tan a a. 这样弦的伸长
1/ 2
2
ds dx 2 du 2 1/ 2 dx 1 du
dx
1/ 2
dx 1 tan a 2 dx(1 a 2 )1/ 2
1 2
dx (1 a ) dx.
2
x F x
弦沿 方向无运动,因此张力 在 方向的分量
T
F cosa F cosa
T 2 2 T1 1
即 FT 2 FT1 FT 是常数.
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若F x t 为单位长度上所受的外力方向垂直x轴向上,
( , ) ,
则运动方程为
2
u
F a F a F x t x r x
T sin 2 T sin 1 ( , ) 0 2 .
t
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