Rotation.
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Rotation.
Der ersteren Ebene aber entspricht
das kleinste, der letzteren das grösste
Trägheitsmoment. Wäre B — C, so hätte
man einen Rotationskegel, dessen Rota-
tionsaxe die der ist, wäre B = A,
so wäre die Axe der z t die Rotations-
axe. Für A — B—C sind p, q, r con-
stant, wie sich aus den Gleichungen I)
ergibt Die Bewegung geschieht dann
um eine feste Axe. Ist l 2 gleich einer
der Grössen —, -i-, —, so ist der Kegel
Ja JJ C
ein System von zwei Ebenen, von denen
jedoch natürlich nur eine die Drehungs
axe enthält.
Findet aber keiner dieser Fälle statt,
ist also 1 — CI 2 positiv und 1 —Al 2 ne
gativ, so kann noch 1 — Bl 2 der Null
gleich sein. In diesem Falle aber ist:
fl! - C ß ~ CP ) _ C(B -C)
. 2, 3 ~ A (.Al 2 - 1) ~ Ä'CÄ^B)'
Es ist dies ein System von zwei Ebe
nen, welche durch die Axe y t gehen,
und mit der Ebene y t z v gleiche Winkel
machen. Sie schneiden das Ellipsoid in
zwei Ellipsen, welche die Orte der Pole
sind.
Offenbar also ist in diesem Falle die
Entfernung des Mittelpunkts von der
durch diese Pole gelegten Tangential
ebene constant und gleich dem mitt
leren halben Durchmesser.
Ist aber 1 — Bl 2 nicht Null, so sind
die Fälle zu unterscheiden, wo dieser
Ausdruck positiv oder negativ ist. Im
ersteren Falle gibt die Gleichung des
Kegels:
x? ^ C(X-Cl»■)_ C(B-C)
z 2> A.{Al 2 — 1 ) > A(A- B)'
Das letztere folgt, weil -i- > P sein muss,
B
Nimmt man an, dass die Axe ver
tikal sei, so befinden sich im ersten
Falle alle Kegelseiten oder Drehaxen
zwischen den beiden Ellipsen. Ist 1 — BP
negativ, so befinden sich die Kegelseiten
ausserhalb der beiden Ellipsen. Beide
Ebenen theilen das Ellipsoid in vier
Räume. Befindet sich die augenblick
liche Drehaxe zu irgend einer Zeit in
einem derselben, so tritt sie nicht her
aus. Liegt sie in einer der vier Begren
zungen, welche von den beiden Ebenen
gebildet werden, so bleibt sie ebenfalls
in derselben. Noch lässt sich zeigen,
dass wenn zwei der Hauptaxen des
Ellipsoids nicht nahezu gleich, und die
anfängliche Drehaxe sich sehr nahe der
grössten oder kleinsten Hauptaxe be
findet, sic während der ganzen Bewegung
sich nicht weit von ihr entfernt.
Sind aber zwei Hauptaxen noch gleich,
so ist nur die Bewegung um die dritte
eine stabile..
Schliesslich soll noch die Lage der
Axe des mittleren Paares, welche im
Raume fest ist, für den Körper gegeben
werden. Es war:
x, : y t : z | = Ap : Bq : Cr
für jeden Punkt dieser Axe. Nun geben
die Gleichungen IVa) und V):
Ap 2 (1 — AP) -)- Bq 1 (1 — BP)
+ cv(i- cp)= o,
also:
(1 Al 2 ') xf -j- (1 Bl 1 ) y ,*
+ (i-a 2 ) Sl 2 =:0.
Das ist wieder ein Kegel zweiten Gra
des. Die elliptischen Schnitte desselben
sind in der Ebene des grössten oder
kleinsten Trägheitsmomentes. Es wird
ein Rotationskegel, wenn B~C oder
B — A ist. Für
A ~ B = C ist P - -4
A
und man hat:
- Vi : *i = p-q-r,
d. h. die Axe des mittleren Paares fällt
in die Drehaxe, Letzteres ist also fest,
7) Vollständige Lösung des
Rotationsproblems für den Fall,
wo keine c on tinui rlich en Kräft e
stattfinden mit Hülfe der ellip
tischen Functionen.
Die vollständige Lösung des hier be
sprochenen Problems rührt von Jakobi
her (vergleiche Grelles Journal). Wir
folgen hier der bereits erwähnten Me
thode von Weierstrass, welcher statt
zunächst die Winkel q, xp, 9- zu suchen,
die 9 Cosinus «, ß, y, n l ... unmittel
bar bestimmt.
Es sei zunächst B immer das mittlere
Trägheitsmoment, indem wir es vor der
Hand noch unbestimmt lassen, welches
das grösste und welches das kleinste sei.
Jedenfalls aber haben CK 2 —1 und AIP —1
entgegengesetzte Vorzeichen, wie im vo
rigen Abschnitt gezeigt worden ist.
Setzen wir jetzt:
so ist der Coefficient von y? immer
positiv, und man erhält aus den Glei
chungen 2) des Abschnittes 6):