DRGANIA MECHANICZNE. materiały uzupełniające do ćwiczeń. Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych studia inżynierskie



Podobne dokumenty
DRGANIA MECHANICZNE. materiały uzupełniające do ćwiczeń. Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych studia inżynierskie

WAHADŁO SPRĘŻYNOWE. POMIAR POLA ELIPSY ENERGII.

Drgania harmoniczne. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Ćw. 5. Badanie ruchu wahadła sprężynowego sprawdzenie wzoru na okres drgań

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Wykład 9. Fizyka 1 (Informatyka - EEIiA 2006/07)

gdzie x jest wychyleniem z położenia równowagi. Współczynnik k jest tutaj współczynnikiem proporcjonalności.

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Ruch drgający

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

gdzie ω jest częstością kołową. Rozwiązaniem powyższego równania różniczkowego II-go stopnia jest wyrażenie (2) lub ( )

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

Fizyka 11. Janusz Andrzejewski

DRGANIA MECHANICZNE. Poniższe materiały tylko dla studentów uczęszczających na zajęcia. Zakaz rozpowszechniania i powielania bez zgody autora.

Powtórzenie na kolokwium nr 4. Dynamika punktu materialnego

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Kinematyka: opis ruchu

Laboratorium Mechaniki Technicznej

WYKŁAD 15. Rozdział 8: Drgania samowzbudne

Temat: Prawo Hooke a. Oscylacje harmoniczne. Zagadnienia: prawa dynamiki Newtona, siła sprężysta, prawo Hooke a, oscylacje harmoniczne,

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

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

Ruch drgający. Ruch harmoniczny prosty, tłumiony i wymuszony

V.4 Ruch w polach sił zachowawczych

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

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

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 3 19.X Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

II. Równania autonomiczne. 1. Podstawowe pojęcia.

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXIII: Przypomnienie: statyka

WPROWADZENIE DO DYNAMIKI BUDOWLI

Tematy: oscylator harmoniczny, oscylator tłumiony, oscylator wymuszony, zjawisko rezonansu, przykłady układ RLC, jądrowy rezonans magnetyczny

TEORIA DRGAŃ Program wykładu 2016

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

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

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

Wyznaczanie prędkości lotu pocisku na podstawie badania ruchu wahadła balistycznego

Drgania wymuszone - wahadło Pohla

DRGANIA WŁASNE RAM OBLICZANIE CZĘSTOŚCI KOŁOWYCH DRGAŃ WŁASNYCH

Siła sprężystości - przypomnienie

ALGEBRA Z GEOMETRIĄ ANALITYCZNĄ

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

Siły zachowawcze i energia potencjalna. Katarzyna Sznajd-Weron Mechanika i termodynamika dla matematyki stosowanej 2017/18

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

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

Koła rowerowe malują fraktale

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

BADANIE DRGAŃ TŁUMIONYCH WAHADŁA FIZYCZNEGO

Układy oscylacyjne w przyrodzie

Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne

Wykład 2: Od drgań do fali Katarzyna Weron. WPPT, Matematyka Stosowana

Siła elektromotoryczna

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 5

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

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

Wrocław 2003 STATECZNOŚĆ. STATYKA 2 - projekt 1 zadanie 2

Fizyka 12. Janusz Andrzejewski

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

Metody numeryczne. Sformułowanie zagadnienia interpolacji

Obwody prądu przemiennego bez liczb zespolonych

KO OF Szczecin:

WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ

WYKAZ TEMATÓW Z LABORATORIUM DRGAŃ MECHANICZNYCH dla studentów semestru IV WM

DRGANIA OSCYLATOR HARMONICZNY

Układ termodynamiczny

1.5 Badanie drgań modelu cząsteczki czteroatomowej(m20)

POMIARY WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH

POMIARY WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH

Drgania. O. Harmoniczny

SPRĘŻYNA DO RUCHU HARMONICZNEGO V 6 74

Nr 2. Laboratorium Maszyny CNC. Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej

FIZYKA R.Resnick & D. Halliday

Wykład 6 Drgania. Siła harmoniczna

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego

Zaliczenie wykładu Technika Analogowa Przykładowe pytania (czas zaliczenia minut, liczba pytań 6 8)

Kinematyka: opis ruchu

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

Drgania układu o wielu stopniach swobody

Równania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu

Komitet Główny Olimpiady Fizycznej; Kazimierz Rosiński: Fizyka w szkole nr 1, 1956; Czarnecki Stefan: Olimpiady Fizyczne I IV, PZWS, Warszawa 1956.

ĆWICZENIE NR 3 OBLICZANIE UKŁADÓW STATYCZNIE NIEWYZNACZALNYCH METODĄ SIŁ OD OSIADANIA PODPÓR I TEMPERATURY

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXI: Statyka Prawa ruchu Moment bezwładności Energia ruchu obrotowego

TMM-1 Wyznaczanie współrzędnych tensorów bezwładności członów manipulatorów

1.1 Wahadło anharmoniczne(m5)

METODY MATEMATYCZNE I STATYSTYCZNE W INŻYNIERII CHEMICZNEJ

ver b drgania harmoniczne

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

Laboratorium Dynamiki Maszyn

Mechanika ogólna / Tadeusz Niezgodziński. - Wyd. 1, dodr. 5. Warszawa, Spis treści

a, F Włodzimierz Wolczyński sin wychylenie cos cos prędkość sin sin przyspieszenie sin sin siła współczynnik sprężystości energia potencjalna

VII. Drgania układów nieliniowych

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

drgania h armoniczne harmoniczne

przy warunkach początkowych: 0 = 0, 0 = 0

DRGANIA OSCYLATOR HARMONICZNY

BADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO

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

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

XIV. DRGANIA. T = 1 ν Ruch harmoniczny

Transkrypt:

DRGANIA MECHANICZNE ateriały uzupełniające do ćwiczeń Wydział Saochodów i Maszyn Roboczych studia inżyniersie prowadzący: gr inż. Sebastian Korcza część 5 płaszczyzna fazowa Poniższe ateriały tylo dla studentów uczęszczających na zajęcia. Zaaz rozpowszechniania i powielania bez zgody autora. MODEL MATEMATYCZNY pewnego uładu opisany za poocą równań ruchu oraz warunów początowych ożey rozwiązać w dziedzinie czasu i doonać analizy tego rozwiązania. Alternatywną etodą jest przejście do ziennych fazowych - zienna zależna od czasu i jej prędość. Metodę płaszczyzny fazowej stosujey głównie do uładów o jedny stopniu swobody. W uładzie autonoiczny czas nie występuje jawnie w równaniach ruchu, np.: 3 (t)+c (t)+ (t)+ (t)=0 Przyład uładu nieautonoicznego: (t)+ (t)=a cos( ω t+ fi) Uład zachowawczy to tai, tóry w czasie ruchu zachowuje swoją całowitą energię, zate w uładzie nie a tłuienia i sił zewnętrznych. Ogólna postać taiego uładu: (t)+ F ( )=0

OSCYLATOR HARMONICZNY NIETŁUMIONY reprezentacja drgań na płaszczyźnie fazowej (t)+ (t )=0, >0, >0 (t) Liczyy energię potencjalną uładu całując siłę potencjalną sprężystości po odształceniu (czyli liczyy pracę wyonaną podczas rozciągania lub ścisania sprężyny, a praca ta zaienia się w energię zagazynowaną w sprężynie): [ ] z E p = dz= = 0 0 Zauważay przy oazji, że siła w sprężynie jest pochodną energii de potencjalnej uładu F s== p =K 'p d Podobnie postępujey wyznaczając energię inetyczną uład - licząc pracę siły bezwładności (dla uproszczenia użyto tu całi nieoznaczonej i poinięto stałą całowania) dv d= v dv = v dt Ponieważ uład ten jest zachowawczy, ożey zapisać: E = d= v d= E =E p =const v + = v + = Stała jest całowitą energią uładu i zależy od warunów początowych. Ruch uładu przedstawić zate ożey na płaszczyźnie fazowej (przeieszczenie, prędość). Dla wybranych warunów początowych otrzyujey trajetorie eliptyczne paraetryzowane czase. v środe/centru (stateczne położenie równowagi)

(t)+ (t )=0, >0, <0 Analogicznie ja w poprzedni przyładzie otrzyay trajetorie v = opisane wzore v siodło (niestateczne położenie równowagi) Przy oazji zwracay uwagę, że trajetorie fazowe ają pewne szczególne właściwości: - górna półpłaszczyzna zawiera trajetorie o dodatniej prędości, dlatego też trajetorie uszą ta być sierowane w prawo, - dolna półpłaszczyzna zawiera trajetorie o ujenej prędości, dlatego też trajetorie uszą ta być sierowane w lewo, - dla prędości równej zero (oś pozioa) nie zienia się przeieszczenie, dlatego też trajetorie przecinają oś pozioą przeieszczenia pod ąte prosty. OSCYLATOR HARMONICZNY TŁUMIONY (t )+ c (t )+ (t )=0, >0, c >0, >0 (t)+ h (t )+ ω0 (t )=0 c h<ω 0 tłuienie podrytyczne h ω0 tłuienie rytyczne i nadrytyczne ogniso, stateczne położenie równowagi węzeł, stateczne położenie równowagi (spirala logaryticzna) przyładowa trajetoria przyładowa trajetoria (t)

RÓŻNE RODZAJE SPRĘŻYN liniowa F( )=, > 0 progresywna F( )= + 3, >0, >0 degresywna F( )= 3, > >0 niesyetryczna F( )= +, > >0 WAHADŁO MATEMATYCZNE EZ OGRANICZENIA MAŁYCH KĄTÓW g g sin ϕ=0 Równanie ruchu: ϕ(t)+ L de p g = sin ϕ d L g E p= cos ϕ L Miniu energii potencjalnej dla: ϕ= 4 π, π, 0, π, 4 π,... - będą to stateczne położenia równowagi (wahadło w dolny położeniu). nieważi pręt o długości L punt aterialny o asie Masiu energii potencjalnej dla: ϕ= 3 π, π, 0, π, 3 π,... - będą to niestateczne położenia równowagi (wahadło w górny położeniu.

Po połączeniu, pełen portret fazowy uładu: Zagada: ja wygląda portret fazowy dla uładu: (t)+ c (t)=0, > 0, c >0 OSCYLATOR HARMONICZNY NIETŁUMIONY ZE SPRĘŻYNĄ NIELINIOWĄ (t)+ (t)+ 3 (t)=0 - tego typu zadania nie rozwiążey ateatycznie w sposób ścisły (w sensie wyznaczenia rozwiązania ogólnego (t)). Możey jedna napisać energię całowitą v + + 4=C i doonać analizy trajetorii na płaszczyźnie fazowej. uładu: 4 PRZYKŁAD

W dalszej analizie będziey orzystać z fatu, że przebieg energii potencjalnej uładu odzwierciedla charater przebiegu trajetorii fazowych.

PRZYKŁAD Sebastian Korcza, 3.05.0 atualizacja:.05.04 atualizacja: 0.05.05