In this paper we explore the mechanics of infinitesimal gyroscopes (test bodies with internal degrees of freedom) moving on an arbitrary member of the helicoid-catenoid family of minimal surfaces. As the configurational spaces within this family are far from being trivial manifolds, the problem of finding the geodesic and geodetic motions presents a real challenge. We have succeeded in finding the solutions to those motions in an explicit parametric form. It is shown that in both cases the solutions can be expressed through the elliptic integrals and elliptic functions, but in the geodetic case some appropriately chosen compatibility conditions for glueing together different branches of the solution are needed. Additionally, an action-angle analysis of the corresponding Hamilton-Jacobi equations is performed for external potentials that are well-suited to the geometry of the problem under consideration. As a result, five different sets of conditions between the three action variables and the total energy of the infinitesimal gyroscopes are obtained.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The procedure of integrating the third-order Chazy differential equation with six singularities is presented, when the first six coefficients are equal to ±1/2, ± 1, ± 2. For five third-order differential equations it is shown that their general solutions are expressed via the elliptic functions. Two-parameter families of solutions in elliptic functions and one-parameter families of solutions in elementary functions are presented. The proposed integration method can be realized for the differential Chazy equation in those cases when the first six coefficients have values for which it is possible to solve a special algebraic equation of the fifth degree in radicals.
PL
W artykule rozpatrzona została metoda rozwiązania równania różniczkowego Chazy’ego trzeciego rzędu, zawierającego sześć osobliwości w przypadku, gdy sześć pierwszych współczynników równa się ± 1/2, ± 1, ± 2. Dla pięciu równań różniczkowych trzeciego rzędu znaleziono ich ogólne rozwiązania za pomocą funkcji eliptycznych. Przedstawione zostały rodziny rozwiązań dwuparametrycznych za pomocą funkcji eliptycznych oraz rodziny rozwiązań jednoparametrycznych za pomocą funkcji elementarnych. Proponowana metoda rozwiązania może być zrealizowana dla równania różniczkowego Chazy’ego w tych przypadkach, gdy pierwsze sześć współczynników ma wartości, dla których istnieje możliwość rozwiązania szczególnego równania algebraicznego piątego stopnia za pomocą pierwiastków.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.