Schwingungen. 453 Schwingungen,
Es» addiren sich somit {die von den
Theilen der neuen Kräfte erzeugten
Wirkungen,
Offenbar lassen sich für die Gleichun
gen 5) particulare Integrale von der
Form finden :
l s = C s sin ( rt + w )
wo C , r, a Constanten sind. Setzt man
diese Werthe in 5) ein, so erhält man
Gleichungen, die in Bezug auf die C g
linear sind, und dieselben bis auf eine
C t bestimmen. Die noch übrig blei
bende Gleichung ist nach Elimination der
C (vergleiche den Artikel: Zurückfüh
rung der Differenzialgleichungen auf Qua
draturen) in Bezug auf r 4 von der Ord
nung k, welche, die Anzahl der Glei
chungen 5) vorstellt. Im vorliegenden
Falle des stabilen Gleichgewichts müssen
die Wurzeln dieser Gleichung alle po
sitiv sein, weil sonst Exponentialgrössen
Vorkommen und die | 0 nicht mehr sehr
klein blieben. Die 3 n positiven Werthe
von r (die negativen geben nichts Neues)
geben 3« Werthe für jedes £ und die
Summe derselben ist das vollständige
Integral, welches also 6n willkürliche
Constanten enthalten muss; in der That
sind dies die Werthe von C L und u,
welche jedem der Systeme angehörten.
Diese werden durch die Anfangszustände
bestimmt. —
Jedem Gliede von C g sin (»•£+m) ent
spricht in Bezug auf C g , sin {rt -f- m).
Dies sind Ausdrücke analog den in der
Theorie des Pendels vorkommenden, man
kann daher nach Helmholz’s Vorgänge
die Bewegungen, welche sie ergeben, als
Pendelschwingungen bezeichnen. Sind
f s > t , £ s _j_ 2 die Projectionen der
Verrückungen eines Punktes, so ist:
■V- C s + i : £s+2 ” C s :C s+l : C s+2'
Dies zeigt, dass die Bewegung eine
gradlinige ist.
Jede Bewegung besteht aus
einer Anzahl von Pendelschwin
gungen, welche gleich der An
zahl der unabhängigen Coordi-
naten ist. Diese Pendelschwin
gungen haben für die einzelnen
Punkte dieselbe Periode, und
sind als gradlinig zu betrachten.
Es ist auch leicht zu sehen, dass
wenn die r commensurahel sind, das
System dieselben Zustände durchläuft.
Schwingungen elastischer Körper.
(Dynamik.)
1) Entwicklung der Gleichun
gen der Elasticität.
Zwischen den Theilen eines Körpers
wirken bekanntlich gewisse innere Kräfte,
welche man Molekularkräfte nennt, und
die der Art sind, dass sie nur in solchen
Entfernungen eine Wirkung ausühen,
welche eine sehr kleine Entfernung von
einander haben. Diese Entfernung nennt
man Molekularsphäre.
Ein Körper heisst nun elastisch, wenn
ihn die Molekularkräfte in einem stabilen
Gleichgewichtszustände erhalten, derart,
dass eine Deformation der Theile die
Molekularkräfte so ändert, dass die er-
steren zu kleinen Schwingungen um ihre
ursprüngliche Lage veranlasst werden,
wenn nicht neue äussere Kräfte hinzu
treten, welche ihn in der veränderten
Lage in Gleichgewicht halten. Ein elas
tischer Körper ist also gegen die in ihm
wirkenden inneren Kräfte stabil. Die
Molekularkräfte oder vielmehr die Ab-
und Zunahmen in denselben, welche
durch die Deformation bewirkt werden,
nennen wir elastische Kräfte, Die Art,
wie dieselbe zu messen ist, wird später
gezeigt werden. Auf directe Weise ist
dies nämlich aus dem Grunde nicht mög
lich, weil wir über die Natur und die
Gesetze der Molekularkräfte im Allge
meinen nur sehr wenig wissen, und da
her in Bezug auf die Elasticität nur auf
die Wirkungen derselben angewiesen
sind. Denken wir uns einen beliebigen
Punkt M des Körpers als Mittelpunkt
einer Kugel, deren Radius r der der
Molekularsphäre ist. Legen wir durch M
eine Ebene E, welche die Kugel in zwei
Theile A und B theilt. Von dieser
Ebene betrachten wir ein Element dE,
in welchen M liegt als Basis eines Cy
linders, dessen Höhe gleich r ist, und
der in A liegt, so werden alle Punkte,
welche auf diesen Cylinder eine Einwir
kung ausüben, und auf der Seite der
Ebene E liegen, wo sich der erstere
nicht befindet, in dem Theile B der
Kugel enthalten sein. Die Einwirkun
gen setzten sich nach dem Parallelo
gramm der Kräfte zu einer Mittelkraft
HdE zusammen. Diese Grösse durch
das Element dE dividirt, also H, bezeich
nen wir als „ Einheit der elastischen
Kraft,“ welche im Punkt M auf die
Ebene E wirkt. Die Einheit der elasti
schen Kraft ist also von der Lage der
Ebene E abhängig.
Es handelt sich jetzt um die Aufstel-