Консультация № 200505
27.03.2021, 08:55
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами т1=т2=1,5 с. и амплитудами а1=а2=2 см. начальные фазы колебаний ф1=п/2 и ф2=п/3. определить амплитуду и начальную фазу результирующего колебания. найти его уравнение и построить с соблюдением масштаба векторную диагарму сложения амплитуд.

Обсуждение

давно
Посетитель
226425
1567
27.03.2021, 21:17
общий
это ответ
Здравствуйте, vladislav.makeev88!
Дано:
T1=T2=1,5 c
А12=2 см
[$966$]1=[$960$]/2
[$966$]2=[$960$]/3
Найти:
A; [$966$]
Решение:
Решение задачи будет геометрическим, поэтому сразу же вычерчиваем координатную плоскость, где по горизонтальной оси откладываем координату х, которую определяем как проекцию вектора амплитуды на эту ось. Для этого вычерчиваем два вектора амплитуды А1 и А2 под соответствующими углами [$966$]1 и [$966$]2 к этой оси. Обозначим направление угловой скорости [$969$] вращения векторов А1 и А2 вокруг начала координат (см. рис.)



Координаты х1 и х2 определяются соответственно
x1(t)=A1*cos([$969$]t+[$966$]1) (1)
x2(t)=A2*cos([$969$]t+[$966$]2) (2)
При сложении координат x1 x2 (т.е., при сложении двух колебаний) получаем результирующее колебание
x(t)=A*cos([$969$]t+[$966$]) (3)
Здесь А - амплитуда результирующего колебания, которую можно найти из параллелограмма (ромба), построенного на векторах A1 и A2. Вектор А является диагональю ромба и делит угол между векторами А1 и А2 пополам. Величина этой половинки малого угла ромба
[$916$][$966$]=([$966$]1-[$966$]2)/2 = [$960$]/12
Тогда начальная фаза результирующего колебания
[$966$]=[$966$]2+[$916$][$966$] = [$960$]/3 + [$960$]/12 = (5/12)[$960$]
Вектор А делит ромб, построенный на векторах А1 и А2 на два равных равнобедренных треугольника с углами при основании [$960$]/12=15[$186$] и углом при вершине
180-2*15=150[$186$].
Можно использовать, например, теорему косинусов для определения основания этих треугольников (диагонали А)
cos150[$186$]=(A1+A22-A2)/2*A1A2
[$8658$]
cos150[$186$]=(4+4-A2)/2*2*2
[$8658$]
Амплитуда результирующего колебания
A=[$8730$][8(1+[$8730$]3/2)] = 3,86 см

Удачи
5
спасибо большое! вы лучший! :)
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа