Консультация № 173881
01.11.2009, 13:16
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте уважаемые эксперты! помогите пожалуйста вывести формулу для решения задач:
1.Колебательная система совершает затухающие колебания с частотой ν =1000 Гц. Определить
частоту ν0 собственных колебаний, если резонансная частота 998 рез ν = Гц.
2. Математический маятник совершает колебания в среде, для которой логарифмический
декремент затухания 0 λ =1,5. Каким будет значение λ , если сопротивление среды увеличить в
n = 2 раза? Во сколько раз следует увеличить сопротивление среды, чтобы колебания стали
невозможны

ЗАРАНЕЕ БОЛЬШОЕ СПАСИБО!!!!!!!!

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
04.11.2009, 23:51
общий
это ответ
Здравствуйте, Magma.

1. Циклические частоты ωр резонансных, ω0 собственных и ω вынужденных колебаний связаны соотношениями
ωр = √(ω02 – 2β2),
ωр = √(ω2 – β2),
где β – коэффициент затухания колебаний,
откуда
ωр2 = ω2 – β2,
β2 = ω2 – ωр2,
ωр2 = ω02 – 2β2 = ω02 – 2(ω2 – ωр2) = ω02 – 2ω2 + 2ωр2,
ω02 – 2ω2 + ωр2 = 0,
ω02 = 2ω2 – ωр2,
ω0 = √(2ω2 – ωр2),
2πν0 = 2π√(2ν2 – νр2),
ν0 = √(2ν2 – νр2),
что после подстановки числовых значений дает
ν0 = √(2 ∙ (1000)2 – (998)2) ≈ 1002 (Гц).

Ответ: 1002 Гц.

2. Согласно определению логарифмического декремента затухания колебаний, он равен
λ = bT/(2m),
где b – коэффициент, характеризующий сопротивление среды; T = 2π/k (k = √(c/m), с – коэффициент пропорциональности линейной восстанавливающей силы) – период затухающих колебаний, m – масса маятника. Тогда, если
λ1 = bT/(2m),
λ2 = nbT/(2m),
то
λ21 = nbT/(2m) : bT/(2m) = n,
λ2 = nλ1,
то есть при увеличении сопротивления среды в n = 2 раза логарифмический декремент затухания колебаний увеличится также в два раза и составит
λ2 = 2λ1 = 2 ∙ 1,5 = 3.

Поскольку
T = 2π/ω = 2π/√(ω02 – β2),
то колебания становятся невозможными при T → ∞, то есть при βmax = λmax/T = ω0. Поэтому искомое увеличение равно
n = βmax/β = λmax/λ = ω0T/λ = 2π/λ,
то есть
n = 2π/1,5 ≈ 4,2.

Ответ: 3; в 4,2 раза.

Честно говоря, со второй задачей нет полной уверенности, что она решена правильно. Как-то все слишком просто...

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа