- ГАУССА ПРИНЦИП
- ГАУССА ПРИНЦИП
-
(принцип наименьшего принуждения) - вариационный принцип механики, устанавливающий одно из общих свойств движения механич. системы с любыми (голономными и неголономными) идеальными связями (см. Связи механические). Сформулирован К. Ф. Гауссом в 1829. Выражаемое Г. п. свойство движения связано с понятием о т. н. "принуждении" системы, вводимом след. образом. Если рассмотреть свободную материальную точку массой т, то она под действием заданной силы F совершит за промежуток времени
из положения А перемещение, определяемое с точностью до малых 3-го порядка вектором:
где
- скорость точки в положении А,
- ускорение, сообщаемое силой 
.
При наличии связей та же точка под действием той же силы
и реакции связи 
получит какое-то др. ускорение 
(часть ускорения, равная 
, будет точкой "потеряна") и совершит за время 
из того же положения А и при той же нач. скорости 
др. перемещение:
Разность
определяет вызванное действием связи отклонение точки от направления свободного движения, пропорциональное потерянному ускорению 
. Величина Z, равная сумме произведений масс всех точек системы на квадраты их потерянных ускорений, и наз., по Гауссу, "принуждением" системы:
Г. п. устанавливает, что при идеальных удерживающих связях из всех кинематически возможных (допускаемых связями) движений, к-рые система может иметь, начиная перемещение из данной конфигурации с данными нач. скоростями, истинным будет то движение, для к-рого Z в каждый момент времени минимально. Напр., для частицы, движущейся вдоль наклонной плоскости под действием силы тяжести из положения А при v0=0 (рис.), свободным будет пере мещение AB по . вертикали, а кинематически возможным при данной связи - любое из перемещений AC0, AC1, AC2, . . . вдоль наклонной плоскости. Следовательно, "принуждение" Z для частицы пропорционально квадрату величины BCi, к-рая, очевидно, будет наименьшей для истинного перемещения AC0 (по линии наименьшего ската), что и утверждает Г. п.
Математически Г. п. выражается равенством
Z=0, в к-ром варьируются только ускорения точек системы; при этом предполагается, что силы от ускорения не зависят. Тогда из (1) можно получить др. выражение Г. п.: истинное движение механич. системы отличается от всех др. кинематически возможных движений, начинающихся из той же конфигурации и с теми же нач. скоростями, тем, что только для истинного движения в каждый данный момент времени справедливо равенство:
С помощью Г. п. можно получить дифференц. ур-ния движения любой механич. системы с идеальными связями. В частности, из него следует, что при отсутствии заданных сил точка будет двигаться вдоль данной гладкой поверхности по кривой, имеющей наименьшую кривизну. Это указывает на связь Г. п. с принципом прямейшего пути (см. Герца принцип).
Лит.: Бухгольц H. H., Основной курс теоретической механики, ч. 2, 6 изд., M., 1972; Леви-Чивита Т., Амальди У., Курс теоретической механики, пер. с итал., т. 2, ч. 2, M., 1951; Невзглядов В. Г., Теоретическая механика, M., 1959. С. M. Тарг.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.
