Transgression effect in the problem of motion of a rod on a cylinder

Authors

  • Alexander S. Kuleshov Lomonosov Moscow State University, 1, Leninskie gory, Moscow, 119991, Russian Federation
  • Nikita M. Vidov Lomonosov Moscow State University, 1, Leninskie gory, Moscow, 119991, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu01.2023.310

Abstract

The problem of motion of a heavy rigid thin rod on a perfectly rough right circular cylinder is considered. It is assumed that the generatrix of the cylinder has a nonzero angle with the direction of gravity. The equilibrium positions of the rod on a cylinder form the equilibria manifold (for all these equilibria the rod touches the cylinder by its center of mass). The effect of transgression (nontrivial evolution along the equilibria manifold) of the rod on the cylinder is studied by the normal form method.

Keywords:

nonholonomic system, equilibria manifold, transgression effect

Downloads

Download data is not yet available.
 

References

Литература

1. Татаринов Я. В. Сложение нелинейных колебаний с эволюцией вблизи многообразия равновесийобратимых систем. Вестник Московского университета. Серия 1. Математика, механика 5, 93-95 (1990).

2. Татаринов Я. В. Следствия неинтегрируемого возмущения интегрируемых связей: нелинейные эффекты вблизи многообразия равновесий. Прикладная математика и механика 56 (4), 604-614 (1992).

3. Брюно А. Д. Локальный метод нелинейного анализа дифференциальных уравнений. Москва, Наука (1979).

4. Брюно А. Д. Аналитическая форма дифференциальных уравненийI. Труды Московского математического общества 25, 119-262 (1971).

5. Брюно А. Д. Аналитическая форма дифференциальных уравненийII. Труды Московского математического общества 26, 199-239 (1972).

6. Edneral V. F. Looking for Periodic Solutions of ODE Systems by the Normal Form Method. In: Wang D., Zheng Z. (eds). Differential Equations with Symbolic Computation. Trends in Mathematics 173-200, Birkhauser Basel (2005).

7. Татаринов Я. В. Следствия неинтегрируемого возмущения интегрируемых связей: модельные задачи малойразмерности. Прикладная математика и механика 51 (5), 741-749 (1987).

8. Кулешов А. С., Улятовская И. И. Эффект трансгрессии в задаче о движении почти голономного маятника. Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия 7 (65), вып. 2, 356-360 (2020). https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2020.217

9. Кулешов А. С., Ифраимов С. В. О движении стержня по выпуклойповерхности. Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия 2, 105-110 (2013).

10. Карапетян А. В., Румянцев В. В. Устойчивость консервативных и диссипативных систем. Итоги науки и техники. Общая механика 6. Москва, ВИНИТИ (1983).

11. Воронец П. В. Об уравнениях движения для неголономных систем. Математический сборник 22 (4), 659-686 (1901).

References

1. Tatarinov Ya. V. Composition of nonlinear oscillations with evolution in the vicinity of equilibrium manifolds of reversible systems. Vestnik Mosk. University. Mathematics. Mechanics 5, 93-95 (1990). (In Russian)

2. Tatarinov Ya. V. Consequences of nonintegrable perturbations of integrable constraints: nonlinear effects of motion near the equilibrium manifol. J. Appl. Maths. Mechs. 56 (4), 507-517 (1992).

3. Bruno A. D. Lokal’nyi metod nelineinogo analiza differentsial’nykh uravnenii. Moscow, Nauka Publ. (1979). (In Russian) [Engl. trans.: Bruno A. D. Local Methods in Nonlinear Differential Equations. Berlin, Heidelberg, Springer (1989)].

4. Bruno A. D. Analytical form of differential equations I. Trans. Mosc. Math. Soc. 25, 119-262 (1971). (In Russian)

5. Bruno A. D. Analytical form of differential equations. II. Trans. Mosc. Math. Soc. 26, 199-239 (1972). (In Russian)

6. Edneral V. F. Looking for Periodic Solutions of ODE Systems by the Normal Form Method. In: Wang D., Zheng Z. (eds). Differential Equations with Symbolic Computation. Trends in Mathematics 173-200, Birkhauser Basel (2005).

7. Tatarinov Ya. V. Consequences of nonintegrable perturbations of integrable constraints: model problems of low dimensionality. Prikladnaia matematika i mekhanika 51 (5), 741-749 (1987). (In Russian) [Engl. trans.: Journal of Applied Mathematics and Mechanics 51 (5), 579-586 (1987)].

8. Kuleshov A. S., Ulyatovskaya I. I. The transgression effect in the problem of motion of an almost holonomic pendulum. Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy 7 (65), iss. 2, 356-360 (2020). (In Russian). https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2020.217

9. Kuleshov A. S., Ifraimov S. V. Motion of the rod on a convex surface. Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy 2, 105-110 (2013). (In Russian)

10. Karapetyan A. V., Rumyantsev V. V. Stability of conservative and dissipative system. Itogi nauki i tekhniki. Obshchaia mekhanika, vol. 6. Moscow, VINITI Publ. (1983). (In Russian) [Engl. trans.: Applied Mechanics. Soviet Reviews. Stability and Analytical Mechanics. Vol. 1, 1-145. New York, Hemisphere (1990)].

11. Woronetz P. V. On Equations of Motion of Nonholonomic Systems. Matematicheskii sbornik 22 (4), 659-686 (1901). (In Russian)

Published

2023-09-23

How to Cite

Kuleshov, A. S., & Vidov, N. M. (2023). Transgression effect in the problem of motion of a rod on a cylinder. Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy, 10(3), 568–580. https://doi.org/10.21638/spbu01.2023.310

Issue

Section

Mechanics