Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Основні формули






    1. Зміщення, швидкість і прискорення матеріальної точки при гармонійних коливаннях визначаються рівняннями:

     

    х = А cos (w t + j0),

    υ = A w sin (wt + j0),

    a = A w2cos (wt + j0) = - w2 x,

     

    де А – амплітуда коливань;

    w – циклічна частота;

    j0 – початкова фаза коливань.

    2. Зв’язок циклічної частоти w з періодом коливань Т і частотою n:

     

    w = = 2 p n.

     

    3. Сила, яка діє на тіло при вільних гармонічних коливаннях (квазіпружна сила):

     

    F = ma = - m w2 x = - k x,

     

    де k = mw2 – коефіцієнт квазіпружної сили, який вимірюється силою, що викликає зміщення х = 1.

    4. Кінетична, потенціальна і повна енергії гармонічних коливань матеріальної точки:

    ,

     

    ,

     

    .

     

    5. Диференціальні рівняння малих коливань:

    а) математичний маятник:

     

    + x = 0, де , звідки T = 2p ;

     

    б) пружинний маятник:

     

    + x = 0, де , звідки Т = 2p ;

     

    в) фізичний маятник:

     

    + x = 0, де , звідки T = 2p ,

     

    де І – момент інерції маятника відносно осі коливань;

    l – відстань від осі коливань до центра мас маятника;

    зведена довжина.

    При відсутності опору середовища циклічна частота коливань w називається власною циклічною частотою і позначається через w0.

    6. При додаванні двох однаково направлених гармонічних коливань однакового періоду одержуємо гармонічне коливання того ж періоду, амплітуда якого А і початкова фаза j0 визначаються рівняннями:

     

    ,

     

    tq j0 = ,

     

    де А1 і А2 – амплітуди коливань, що складаються;

    j1 і j2 – початкові фази цих коливань.

    7. При додаванні двох однаково направлених гармонічних коливань однакової амплітуди і близьких частот (w1 » w2) одержуємо биття, яке описується рівнянням:

     

    x = cos ,

     

     

    де – амплітуда биття.

     

    Періодичність зміни амплітуди визначається періодичністю зміни модуля косинуса, тому період биття дорівнює:

     

    Tб = , звідки Tб = .

     

    8. При додаванні двох взаємно перпендикулярних гармонічних коливань з однаковою частотою в напрямі координатних осей х і у матимемо рівняння траєкторії результуючого руху матеріальної точки:

     

    cos(j2 - j1) = sin2 (j2 - j1),

     

    де А1 і А2 – амплітуди коливань, що додаються;

    j2 - j1 – різниця фаз цих коливань.

    9. Диференціальне рівняння згасаючих коливань:

     

    0

    або

    де b = – коефіцієнт згасання;

    r – коефіцієнт опору середовища;

    – квадрат власної циклічної частоти коливань.

    10. Загальний розв’язок диференціального рівняння для згасаючих коливань має вигляд:

    x = A0e-bt cos (wt + a),

     

    де А0е-bt – амплітуда згасаючих коливань;

    w – циклічна частота згасаючих коливань.

    11. Швидкість зменшення амплітуди згасаючих коливань характеризують логарифмічним декрементом згасання:

     

    δ = ln ,

     

    де δ – логарифмічний декремент згасання;

    b – коефіцієнт згасання;

    Т – період згасаючих коливань.

    12. Циклічна частота згасаючих коливань:

     

    w = або w = .

    13. Період згасаючих коливань:

     

    T = або Т = .

    14. Добротність коливальних систем:

     

    q = 2p або q = ,

     

    де Wt – повна енергія, яку має коливальна система на момент часу t;

    DW(t=T ) – втрати енергії коливальної системи за один період;

    δ – логарифмічний декремент згасання;

    b – коефіцієнт згасання;

    w0 – власна циклічна частота коливань;

    Т – період згасаючих коливань (при малих згасаннях Т» Т0).

     

    15. Диференціальне рівняння вимушених коливань:

     

     

    або

    ,

     

    де F0 – вимушувальна сила;

    w – циклічна частота вимушених коливань.

     

    16. Загальний розв’язок диференціального рівняння вимушених коливань, які протягом певного часу встановлюються під дією вимушувальної сили має вигляд:

     

    x = A cos (wt + a),

     

    де А – амплітуда вимушених коливань;

    a – зсув за фазою вимушених коливань і вимушувальної сили.

    17. Амплітуда вимушених коливань:

     

    A = ,

    де f0 = ;

    w0 – власна частота коливань системи;

    w – циклічна частота вимушувальної сили.

    18. Зсув фази вимушених коливань:

     

    tga = - .

     

    19. Резонансна частота і резонансна амплітуда:

     

    wрез = ;

    Арез = .

     

    МЕХАНІЧНІ ХВИЛІ

     






    © 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.