Treść zadania

kamilka7162

Hejka, potrafi ktos?

1. Oscylator tlumiony ma nastepujace parametry: m=250g, k=85N/m oraz stala tlumienia b=70g/s
a) Wyznacz okres drgan tego oscylatora.
b) Wyznacz czas po jakim amplituda drgan tlumionych zmaleje do polowy swojej wartosci poczatkowej.
c) Wyznacz czas po jakim energia mechaniczna ukladu zmaleje do polowy swojej wartosci poczatkowej.
d) Wyznacz stosunek amplitudy drgan tlumionych po wykonaniu 20 pelnych drgan amplitudy poczatkowej.

Zadanie jest zamknięte. Autor zadania wybrał już najlepsze rozwiązanie lub straciło ono ważność.

Rozwiązania

  • antekL1

    Wypiszmy dane w układzie SI
    m = 250 g = 0,25 kg
    b = 70 g/s = 0,07 kg / s
    k = 85 N / m

    Wprowadzamy dwie wielkości pojawiające się we wzorach na oscylator tłumiony:

    beta = b / (2m) - współczynnik tłumienia, wymiar beta to 1 / s

    omega0 ^ 2 = k / m - częstość NIEtłumionego oscylatora, wymiar: 1 / s^2.

    Wtedy częstość drgań oscylatora tłumionego omega wynosi:

    omega = pierwiastek ( omega0 ^2 - beta ^2 )

    Aby rozwiązanie słabo tłumionego oscylatora miało sens musi być:
    omega0^2 > beta^2.
    Sprawdzamy ten warunek dla danych z zadania:

    omega0 ^ 2 = 0,07 / 0,25 = 0,28 1/s^2

    beta = 0,07 / (2 * 0,25) = 0,14 ; czyli beta^2 = 0,0196. Warunek JEST spełniony.
    ----------------------------------

    a)
    Okres T = 2 pi / omega. Liczymy omega ze wzoru podanego wyżej

    omega = pierwiastek ( 0,28 - 0,0196 ) = około 0,51
    Okres T = 2 pi / 0,51 = około 12,31 s
    ----------------------------------

    b)
    Amplituda A(t) przy użyciu oznaczeń jak wyżej to: A(t) = A0 * e ^ ( - beta * t )
    Gdy A(t) = (1/2) A0 to:

    e ^ ( - beta * t ) = 1/2 ; czyli - 0,14 * t = ln(1/2) = - ln(2) ; stąd:

    t = ln(2) / 0,14 = około 4,95 s
    ----------------------------------

    c)
    Energia mechaniczna jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy więc pytanie z zadania jest równoważne pytaniu "kiedy amplituda zmaleje pierwiastek(2) razy ?"
    e ^ ( - beta * t ) = 1 / pierwiastek(2) ; czyli
    0,14 * t = ln [ pierwiastek(2) ] stąd:

    t = ln [ pierwiastek(2) ] / 0,14 = około 2,48 s
    ----------------------------------

    d)
    W punkcie (a) obliczyliśmy okres T = 12,31 s.
    20 pełnych drgań to czas t = 20 * 12,31 = 246,2 s.
    Wstawiamy ten czas do wzoru na stosunek amplitud :

    A(t) / A0 = e ^ (- beta * t ) = e ^ ( - 0,14 * 246,2 ) = około 10 ^ ( - 15)

    czyli drgania praktycznie zanikną; A(t) = A0 * 0,000000000000001
    =============================================

    W razie pytań pisz proszę na priv.

Podobne materiały

Przydatność 50% Oscylator harmoniczny - reguły

1.Wahadło matematyczne to ciało którego masa skupiona jest w jednym punkcie zawieszone na nieważkiej i nierozciągliwej nici. 2.T=2pi pier(m/k) – okres drgań oscylatora harmonicznego T=2pi pier(l/g) – okres drgań wahadła matematycznego 3Wahadło raz wprawione w ruch wykonuje aż do zatrzymania drgania o niezmieniającym się okresie zwanym okresem drgań własnych.Tę...

Przydatność 60% Dyfuzja menisk oscylator

Dyfuzja-zjawisko samożutnego rozprzestrzeniania się1subst.w drugą.Oscylator harmoniczny-ciałao wyk.drgania haromon.,prędkość ciała ulega zmianie,zmienia się wart.i zwrot.Menisk-zakrzywienie pow.cieczy w wąskich rurkach spowodowane działanie sił spójności,przylegania i napięcia powierzch.Nadprzewodnictwo-opró dla niektórych subst.maleje do zera.Raz wzbudzony prąd może...

Przydatność 50% Układy analogowe - Podstawowe parametry wzmacniaczy

Wzmocnienie – stosunek wartości skutecznej sygnału wyjściowego do wartości skutecznej sygnału wejściowego. Wzmocnienie napięciowe: ku = Uwy/Uwe [V/V] Wzmocnienie prądowe: ki = Iwy/Iwe [A/A] Wzmocnienie mocy: kp = Pwy/PWE [W/W] Argument transmitancji określa przesunięcie fazowe między napięciami na wejściu i na wyjściu. Transmitancja napięciowa: ku = Uwy/Uwe. Zniekształcenie...

Przydatność 75% Przykładowe parametry katalogowe elementów elektronicznych

Praca zbyt obszerna zajmuje 49 stron A4 w związku z powyższym udostępniam w formie doc.

Przydatność 55% Budowa systemu Dos i Linux - polecenia, parametry i porównania.

DOS DOS jest jednym z najbardziej znanych, obok Microsoft Windows, systemów operacyjnych. Jego rozwój pokazuje, jak wyglądała ewolucja komputerów osobistych, kiedy pojawiały się techniki tworzące dzisiejsze komputery. Nazwa MS-DOS, to skrót od Microsoft Disk Operating System, czyli Dyskowy System Operacyjny firmy Microsoft. System działa głównie w trybie tekstowym. Wszystkie...

0 odpowiada - 0 ogląda - 1 rozwiązań

Dodaj zadanie

Zobacz więcej opcji