Das Prinzip der virtuellen Arbeit besagt, dass Zwangskräfte unter virtuellen Verschiebungen, die mit Zwangsbedingungen vereinbar sind, keine Netzwerkarbeit leisten.
Goldstein sagt etwas, das ich nicht verstehe. Er sagt, wenn Gleitreibungskräfte vorhanden sind, versagt das Prinzip der virtuellen Arbeit. Aber dann sagt er weiter, dass das eigentlich egal ist, weil Reibung ein makroskopisches Phänomen ist.
Ich kann dies nur so interpretieren, dass die Reibungskräfte eine Zwangskraft sind. Aber ich dachte, Zwangskräfte seien so ziemlich immer Kräfte, deren Nettoeffekt bekannt ist, aber ihre genaue ausgeübte Kraft ist schwer zu kennen. Bei Reibung kennen wir die ausgeübte Kraft, also warum sollten Sie sie als einschränkende Kraft behandeln?
Ich verstehe auch nicht, warum Reibung als makroskopisches Phänomen bedeutet, dass es dafür keine Rolle spielt. Liegt es daran, dass wir ein System von Teilchen betrachten?
1) Gemäß der üblichen Terminologie würden wir eine Gleitreibungskraft nicht als Zwangskraft bezeichnen, da sie keinen Zwang erzwingt. (Kein Wortspiel beabsichtigt.) Mit anderen Worten, eine Gleitreibung schränkt die Partikel nicht von selbst auf einen einschränkenden Untergrund ein, dh die Partikel können sich immer noch überall bewegen.
Andererseits können Rollreibung und Haftreibung tatsächlich einen Zwang auferlegen, sie können also Zwangkräfte sein.
2) Genauer sagt Goldstein auf Seite 17 in Kapitel 1 des Buches Classical Mechanics , dass
[Das Prinzip der virtuellen Arbeit] gilt nicht mehr, wenn Gleitreibungskräfte [in der Zählung der Zwangskräfte] vorhanden sind, ...
Goldstein fährt fort, das zu sagen
diese Einschränkung ist nicht übermäßig hinderlich.
Was er im Sinn hat ist, dass wir viele Systeme fundamentaler/mikroskopischer Punktteilchen (was ohnehin der wichtigste Fall ist!) zumindest noch mit dem Prinzip der virtuellen Arbeit analysieren und studieren können, weil oft keine Gleitreibungskräfte im Spiel sind unten an diesen Skalen.
Insbesondere impliziert Goldstein nicht, dass Gleitreibungskräfte in makroskopischen Systemen nicht wichtig sind.
3) Später in Kapitel 1 konfrontiert uns Goldstein mit einem weiteren Problem mit Gleitreibungskräften. Sie können nicht mit Hilfe eines geschwindigkeitsabhängigen Potentials beschrieben werden aber nur in Bezug auf die Dissipationsfunktion von Rayleigh . Dies hängt damit zusammen, dass es für Systeme mit Gleitreibungskräften kein Wirkprinzip gibt.
QMechaniker