Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Контрольное задание по зачетной работе.






Колебания с одной степенью свободы

Цель. Изучение численных методов решения дифференциальных уравнений второго порядка и систем дифференциальных уравнений первого порядка.

Задание. Численно и аналитически найти:

  1. закон движения материальной точки на пружинке х(t),
  2. закон изменения силы тока I(t) в колебательном контуре (RLC - цепи) для заданных в табл.1, 2 режимов. Построить графики искомых функций.

Варианты заданий.

 

Таблица режимов

Режим
  Свободные незатухающие колебания
  Затухающее колебательное движение
  Апериодическое движение
  Предельное апериодическое движение
  Вынужденное колебание без сопротивления
  Вынужденное колебание без сопротивления, явление резонанса
  Вынужденное колебание с линейным сопротивлением
  Вынужденное колебание с линейным сопротивлением, явление резонанса


Таблица

Варианты заданий и номера режимов:

  1. движение точки
  2. RLC - цепь

 

Вар. Задание Вар. Задание
  а) 1, 2, 5   б)1, 2, 6
  а) 1, 3, 6   а) 1, 4, 7
  б)1, 3, 7   б)1, 2, 7
  а) 1, 4, 8   а) 1, 2, 5
  б)1, 2, 8   б)1, 4, 6
  а) 1, 4, 7   а) 1, 3, 5
  б)1, 3, 6   б)1, 3, 8
  а) 1, 4, 5   б)1, 4, 5
  б)1, 3, 8   а) 1, 3, 6
  а) 1, 3, 5   б)1, 4, 7
  б)1, 4, 6   а) 1, 2, 8
  а) 1, 2, 7   б)1, 4, 8
  б)1, 2, 5   а) 1, 3, 6
  а) 1, 2, 6   б)1, 3, 7
  б)1, 4, 7   а) 1, 2, 5


Рассмотрим более подробно порядок составления дифференциальных уравнений и приведения их к машинному виду для описания движения тела на пружинке и RLC-цепи.

  1. Движение материальной точки на пружинке. При выполнении этого задания необходимо рассмотреть движение материальной точки массой m на пружинке жесткостью c в среде с линейным сопротивлением под действием синусоидальной вынуждающей силы по горизонтальной поверхности.

Рис. Материальная точка на пружинке.

 

Уравнение движения (второй закон Ньютона) для материальной точки с учетом действия сил линейного сопротивления (-β x'), упругости пружины (-cx) и синусоидальной силы F0∙ sin(pt) может быть записано следующим образом

,

где m=1+int(n/2) - масса материальной точки, β - коэффициент сопротивления, с=2+int(n/3) - жесткость пружины, х - координата (х=0 в положении равновесия точки), t - время, p - частота вынужденных колебаний, F0=n - амплитуда силы, n - номер варианта, int - целая часть числа. Параметры β, p и начальные условия выбираются самостоятельно с учетом рассматриваемого режима.

  1. Колебательный контур (RLC цепь) показан на рис.

Уравнение падения напряжения в цепи переменного тока имеет вид

,

где L=1+int(n/2) - индуктивность, R - сопротивление, C=2+int(n/3) - емкость конденсатора, q - заряд, U0=n - амплитуда напряжения, p - частота, - сила тока. Параметры R, p и начальные условия выбираются самостоятельно с учетом рассматриваемого режима.

 

Содержание отчета:

  1. Название, цель работы и задание.
  2. Математическое описание, алгоритм (структограмма) и текст программы.
  3. Шесть графиков зависимости (три точные и три приближенные) x(t) или I(t), выводы по работе.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.