WYKŁAD FIZYKAIIIB 2000 Drgania tłumione

Podobne dokumenty
drgania h armoniczne harmoniczne

Wykład FIZYKA I. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak. Katedra Optyki i Fotoniki Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska

ĆWICZENIE 7 WYZNACZANIE LOGARYTMICZNEGO DEKREMENTU TŁUMIENIA ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA OPORU OŚRODKA. Wprowadzenie

Wykład FIZYKA I. 10. Ruch drgający tłumiony i wymuszony. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

ver b drgania harmoniczne

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

α - stałe 1 α, s F ± Ψ taka sama Drgania nieliniowe (anharmoniczne) Harmoniczne: Inna zależność siły od Ψ : - układ nieliniowy,

Przemieszczeniem ciała nazywamy zmianę jego położenia

ψ przedstawia zależność

Drgania elektromagnetyczne obwodu LCR

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

Związek między ruchem harmonicznym a ruchem jednostajnym po okręgu

Fizyka 12. Janusz Andrzejewski

ĆWICZENIE 4 Badanie stanów nieustalonych w obwodach RL, RC i RLC przy wymuszeniu stałym

Temat VIII. Drgania harmoniczne

RUCH HARMONICZNY. sin. (r.j.o) sin

( ) ( ) ( τ) ( t) = 0

Podstawy fizyki sezon 2 7. Układy elektryczne RLC

Podstawowe człony dynamiczne

Wykład 4 Metoda Klasyczna część III

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

MECHANIKA 2. Drgania punktu materialnego. Wykład Nr 8. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Fizyka 11. Janusz Andrzejewski

( 3 ) Kondensator o pojemności C naładowany do różnicy potencjałów U posiada ładunek: q = C U. ( 4 ) Eliminując U z równania (3) i (4) otrzymamy: =

Wykład 6 Drgania. Siła harmoniczna

Dynamiczne formy pełzania i relaksacji (odprężenia) górotworu

Drgania w obwodzie LC. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

lim Np. lim jest wyrażeniem typu /, a

Pojęcia podstawowe 1

DYNAMIKA KONSTRUKCJI

Wykład z modelowania matematycznego. Przykłady modelowania w mechanice i elektrotechnice.

VII. Drgania układów nieliniowych

Drgania i fale II rok Fizyk BC

Liczby zespolone. Magdalena Nowak. 23 marca Uniwersytet Śląski

) I = dq. Obwody RC. I II prawo Kirchhoffa: t = RC (stała czasowa) IR V C. ! E d! l = 0 IR +V C. R dq dt + Q C V 0 = 0. C 1 e dt = V 0.

, to: Energia całkowita w ruchu harmonicznym prostym jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy.

Wykład 2 Wahadło rezonans parametryczny. l+δ

RUCH HARMONICZNY. sin. (r.j.o) sin

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

DRGANIA OSCYLATOR HARMONICZNY

1.1 Przegląd wybranych równań i modeli fizycznych. , u x1 x 2

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

Ruch drgajacy. Drgania harmoniczne. Drgania harmoniczne... Drgania harmoniczne... Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż.

E5. KONDENSATOR W OBWODZIE PRĄDU STAŁEGO

Siła elektromotoryczna

Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego. Ćwiczenie 2 Badanie funkcji korelacji w przebiegach elektrycznych.

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Ruch drgający

POMIAR PARAMETRÓW SYGNAŁOW NAPIĘCIOWYCH METODĄ PRÓKOWANIA I CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁU

Laboratorium Mechaniki Technicznej

Ćwiczenia 3 ( ) Współczynnik przyrostu naturalnego. Koncepcja ludności zastojowej i ustabilizowanej. Prawo Lotki.

cx siła z jaką element tłumiący działa na to ciało.

Podstawy elektrotechniki

Zajmijmy się najpierw pierwszym równaniem. Zapiszmy je w postaci trygonometrycznej, podstawiając z = r(cos ϕ + i sin ϕ).

dr inż. Paweł Szeptyński materiały pomocnicze do przedmiotu MECHANIKA TEORETYCZNA DYNAMIKA - ZADANIA

m Jeżeli do końca naciągniętej (ściśniętej) sprężyny przymocujemy ciało o masie m., to będzie na nie działała siła (III zasada dynamiki):

Politechnika Wrocławska, Wydział Informatyki i Zarządzania. Modelowanie

J. Szantyr Wykład nr 27 Przepływy w kanałach otwartych I

IX. MECHANIKA (FIZYKA) KWANTOWA

Plan wykładu. Ruch drgajacy. Drgania harmoniczne... Drgania harmoniczne. Oscylator harmoniczny Przykłady zastosowań. dr inż.

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

Sformułowanie Schrödingera mechaniki kwantowej. Fizyka II, lato

Całka nieoznaczona Andrzej Musielak Str 1. Całka nieoznaczona

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

oznacza przyrost argumentu (zmiennej niezależnej) x 3A82 (Definicja). Granicę (właściwą) ilorazu różnicowego funkcji f w punkcie x x x e x lim x lim

ĆWICZENIE 2. BADANIE WAHADEŁ SPRZĘŻONYCH.

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

Fale elektromagnetyczne spektrum

Rodzaje fal. 1. Fale mechaniczne. 2. Fale elektromagnetyczne. 3. Fale materii. dyfrakcja elektronów

Jaki musi być kąt b, aby siła S potrzebna do wywołania poślizgu była minimalna G S

Ć W I C Z E N I E N R M-2

Detekcja synchroniczna i PLL. Układ mnoŝący -detektor fazy!

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

RÓWNANIE RÓśNICZKOWE LINIOWE

Sprawozdanie z zad. nr 4 Wahadło Matematyczne z Fizyki Komputerowej. Szymon Wawrzyniak / Artur Angiel / Gr. 5 / Poniedziałek 12:15

Wstęp do równań różniczkowych, studia I stopnia. 1. Znaleźć (i narysować przykładowe) rozwiązania ogólne równania y = 2x.

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Równania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu

Wykład 1: Fale wstęp. Drgania Katarzyna Weron. WPPT, Matematyka Stosowana

TEORIA DRGAŃ Program wykładu 2016

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 5

LABORATORIUM OBWODÓW I SYGNAŁÓW. Stany nieustalone

θ = 0 lub = = g l dw dt Przykłady drgań: Wahadło matematyczne (małe wychylenia): Inaczej: m l(1-cosθ) Drgania i fale II rok Fizyki BC

3.DRGANIA SWOBODNE MODELU O JEDNYM STOPNIU SWOBODY(JSS)

Ruch drgający i falowy

Krzywe na płaszczyźnie.

VII. ZAGADNIENIA DYNAMIKI

Opis matematyczny. Równanie modulatora. Charakterystyka statyczna. Po wprowadzeniu niewielkich odchyłek od ustalonego punktu pracy. dla 0 v c.

Metody numeryczne. Sformułowanie zagadnienia interpolacji

Sygnały zmienne w czasie

Drgania. O. Harmoniczny

Równania różniczkowe opisujące ruch fotela z pilotem:

Lista nr Znaleźć rozwiązania ogólne następujących równań różniczkowych: a) y = y t,

PRACOWNIA FIZYCZNA I

DRGANIA OSCYLATOR HARMONICZNY

Praca domowa nr 1. Metodologia Fizyki. Grupa 1. Szacowanie wartości wielkości fizycznych Zad Stoisz na brzegu oceanu, pogoda jest idealna,

gęstością prawdopodobieństwa

Rozwiązania prac domowych - Kurs Pochodnej. x 2 4. (x 2 4) 2. + kπ, gdzie k Z

Transkrypt:

YKŁD FIZYKIIIB Drgania łumione (gasnące, zanikające). F siła łumienia; r F r b& b współczynnik łumienia [ Nm s] m & F m & && & k m b m F r k b& opis różnych zjawisk izycznych Niech Ce p p p p 4 ± Trzy przypadki: słabe łumienie: < silne łumienie: > łumienie kryyczne: G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Słabe łumienie: p ± i 4 [ ] () C exp * exp ( i ) C exp ( i ) Inne ormy zapisu: ampliuda począkowa 44 43 4 () exp cos( ϕ ) ampliuda () exp ( B cos B sin ) () Re D exp i! Drgania łumione drgania harmoniczne o ampliudzie zanikającej z czasem p! mpliuda maleje o czynnik e gdy czas wzrasa o / - czas relaksacji q G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Częsość drgań: < 99,9 % Dla << (zw. bardzo słabe łumienie): ( można zasąpić ). arunki począkowe R.R drugiego rzędu dwie sałe dowolne, określone przez warunki brzegowe. Np. masa wyprowadzona z położenia równowagi na odległość w prawo i zwolniona dla.. Dla drgań swobodnych: () cos ( ϕ ) ( ) cosϕ, & ( ) sinϕ ϕ π cosϕ > ϕ () cos 3 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /.. 4. Dla drgań łumionych: ( ) ( ) ϕ ϕ ϕ ϕ g sin cos, cos & ( ) g cos ϕ ϕ ".." 4 okres π τ amp. począkowa

YKŁD FIZYKIIIB Dekremen logarymiczny drgań exp - czynnik łumienia ln δ () ( T ) T exp ln exp ( T ) ln exp T T dekremen logarymiczny δ ~ b - współczynnik łumienia b b m, δ T, b δ m m T m b ln T () ( T ) δ ln ln Dla słabego łumienia: <<, δ... 5 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Sray energii: cons d d ( m & k)& d d d d & d & d m& d d d d k prawdziwe dla wszyskich przypadków drgań łumionych (słabo, silnie, kryycznie) d d b& Z równania ruchu: Dla przypadku drgań mechanicznych: d d d d ( mx && kx)x& 443 bx& - z równań ruchu d b x& x&; Fr υ d Pochodna energii jes równa mocy raconej na opory ruchu. Szybkość zaniku energii średniej (średnia po wielu okresach): () exp cos( ϕ ) & T V m k 6 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Dla słabego łumienia: 4 m e cos [ ( ϕ )] sin [ ( ϕ )] Energia średniowana po wielu cyklach: < > m e Średnia energia maleje o czynnik /e gdy czas wzrasa o /. zględna sraa energii na jednoskę czasu: < d > < d > Znając charakerysykę zaniku energii można znaleźć. Zanik energii dla drgań słabo łumionych: 7 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Dobroć (): Sosunek / określa wielkość łumienia. Dla układu słabo łumionego: - dobroć > >> Dla układu bardzo słabo łumionego: Po cyklach, zn. po czasie maleje o czynnik: exp π τ π ampliuda exp π e - Z czasu po jakim ampliuda spada do 4%. Zanik ampliudy dla układów o różnej dobroci : π.43 8 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /.. 9 Dobroć a sray energii Dla () x (maksymalne wychylenie): () () k ( ) ( ) T k T Niech () ( ) T, () ( ) ( ) k k T Dla słabego łumienia: δ ( ) [ ] ; T T δ π π δ π π

YKŁD FIZYKIIIB Silne łumienie Niech > p, - rzeczywise, ujemne µ p µ p µ > > 4 4 µ µ µ < () C exp ( µ ) C ( µ ) exp C, C rzeczywise, bo () rzeczywise. C, C z warunków począkowych µ, µ dane przez własności układu C, C mogą być dodanie, ujemne, mogą różnić się znakiem. Jeśli en sam znak nigdy nie zmieni znaku (np. masa nigdy nie przejdzie przez położenie równowagi) Jeśli różny znak zmienia znak gdy oba człony są równe co do warości (np. masa przechodzi raz przez położenie równowagi ylko raz!). To nie są prawdziwe drgania! Ruch aperiodyczny G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Niech & ( ) C C ( ) ( µ C µ C ) ( ) ( ) () [ µ exp µ µ exp µ ] µ µ Masa wychylona i puszczona () dla 4 ; µ 3.73 ; µ. 68 : Dla dużych czasów można zaniedbać drugi człon i mamy wykładniczy zanik ruchu: µ µ µ () exp ( µ ) Bardzo silne łumienie >> µ µ 4 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB µ Jeśli () & ( ) ( ) C C exp exp ( >> ) ( ) exp - zanik prawie wykładniczy. ( ) Czas relaksacji (wychylenie zmniejsza się e-kronie) r b k τ ( m) b b & τ r! (bo Fr k Fs ) () k Inne warunki począkowe: Niech & - układ prawie zrównoważony ( ) C C ( ) ( µ C µ C ) υ - masa pchnięa z lewa na prawo ak, że ma prędkość υ przy przejściu przez. G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB () υ [ exp( µ ) ( µ ) ] exp µ µ Tłumienie kryyczne p Rozwiązanie p Ce nie jes dobre jedna sała! - za mało dla ogólnego rozwiązania r.r. II-go sopnia. Dla układu słabo łumionego było: [ ] () C exp * exp ( i ) C exp ( i ) 3 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Jeśli - szybsze łumienie, dąży do zera częsość znikają oscylacje. Można spróbować rozwiązania w posaci iloczynu zaniku wykładniczego i linii prosej. (nie sam.) () ( C C ) ( ) exp C, a Niech C aby wymiar obu sałych był aki & ( ) ( ) C C C () ( ) ( ) exp C C Tłumienie kryyczne wychylenie w unkcji czasu: Dla łumienia kryycznego zanik długoczasowy jes szybszy niż dla silnego, bo - - sała zaniku ampliudy dla łumienia kryycznego jes większa od µ - sałej zaniku dla łumienia silnego. nalogicznie dla słabego: -. 4 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Sysem o danej uspokaja się najszybciej jeśli jes łumiony kryycznie (znaczenie prakyczne). ; Dobroć: Dla obwodu RLC: d& L d & R L R & & LC R L C Tłumienie kryyczne: dobroć L R ładunek. LC L R 5 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..

YKŁD FIZYKIIIB Sray energii: de d d d L& C & L && C R& de 3 & R d Ciepło Joule a Drgania łumione na płaszczyźnie azowej: przypadku b łumienie jes znacznie większe, niż w przypadku a. 6 G:\Z dysku E\_yklad \FIN\DOC\Drglum.doc /..