J 2013

Nonholonomic mechanics: A practical application of the geometrical theory on fibred manifolds to a planimeter motion

CZUDKOVÁ, Lenka and Jana MUSILOVÁ

Basic information

Original name

Nonholonomic mechanics: A practical application of the geometrical theory on fibred manifolds to a planimeter motion

Name in Czech

Neholonomní mechanika: Praktická aplikace geometrické teorie na fibrovaných varietách na pohyb planimetru

Authors

CZUDKOVÁ, Lenka (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution) and Jana MUSILOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution)

Edition

International Journal of Non-Linear Mechanics, Nizozemí, Elsevier, 2013, 0020-7462

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10301 Atomic, molecular and chemical physics

Country of publisher

Netherlands

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impact factor

Impact factor: 1.463

RIV identification code

RIV/00216224:14310/13:00066074

Organization unit

Faculty of Science

UT WoS

000315315300003

Keywords (in Czech)

neholonomní mechanika; vázané systémy; geometrická teorie na fibrovaných varietách

Keywords in English

nonholonomic mechanics; constrained systems; geometrical theory on fibred manifolds

Tags

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 29/4/2013 23:54, prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.

Abstract

V originále

A geometrical theory of general nonholonomic mechanical systems on fibred manifolds and their jet prolongations, based on so-called Chetaev-type constraint forces, was developed in 1990s by Krupkova. The relevance of this theory for general types of nonholonomic constraints, not only linear or affine ones, was then verified on appropriate models. Frequently considered constraints on real physical systems are based on rolling without sliding, i.e. they are holonomic, or semiholonomic, i.e. integrable. On the other hand, there exist some practical examples of systems subjected to true (non-integrable) nonholonomic constraint conditions. In this paper we study the planimeter-a mechanism for measuring areas which belongs to mechanical systems subjected to constraint conditions containing among others a true nonholonomic one. We study the planimeter motion using the above mentioned Krupkova's approach. The results of numerical solutions of constrained equations of motion, derived within the theory, are in a good agreement with theoretical ones and thus they confirm the possibility of direct application of the theory to practical situations.

In Czech

Geometrická teorie obecných neholonomních vázaných systémů na fibrovaných varietách a jejich jetových prodlouženích, založená na tzv. vazebních silách Chetaevova typu, byla formulována v 90. letech minulého století O. Krupkovou. Význam této teorie pro obecné typy neholonomních vazeb, ne tedy jen lineárních nebo afinních, byl poté prověřen na vhodných modelech. Obvykle uvažované vazby reálných fyzikálních systémů jsou založeny na valení bez prokluzu, tj. jsou holonomní nebo semiholonomní, tj. integrabilní. Na druhé straně, existují i příklady systémů podrobených pravé (neintegrabilní) neholonomní vazební podmínce. V článku studujeme pohyb planimetru (mechanismu pro měření ploch), který patří k mechanickým systémům podrobených vazebním podmínkám zahrnujícím i pravou neholonomní vazbu. Pohyb planimetru popisujeme užitím výše zmíněné geometrické teorie O. Krupkové. Výsledky numerických řešení vázaných pohybových rovnic, odvozených v rámci této teorie, jsou v dobré shodě s teoretickými, a tak potvrzují možnost přímého použití teorie na praktické situace.

Links

GA201/09/0981, research and development project
Name: Globální analýza a geometrie fibrovaných prostorů
Investor: Czech Science Foundation, Global analysis and the geometry of fibred spaces