Материал: ДИНАМИКА

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

q(t) = C1cos kt + C2 sin kt

C1 = Asin ;

C2 = Acos .

Амплитудная форма решения

q(t) = A sin (kt + ).

A = C12 + C22

tg = C1

C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

q

2

+

q0 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

q0k

 

 

 

 

 

 

k

= arctg

- начальная фаза

 

 

 

 

 

 

 

 

q0

 

 

 

 

 

371

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Период свободных колебаний T - промежуток времени, в течение которого фаза колебаний изменяется на 2 , т.е. это наименьший промежуток времени, после которого движение повторяется.

[k (t + T ) + ] – [k t + ]= 2 .

 

 

 

 

 

 

T =

2

= 2

 

a

 

k

 

 

c

 

 

 

 

 

Независимость периода и частоты колебаний от начальных условий называется

изохронностью колебаний.

372

Фазовые переменные

Фазовая плоскость

Изображающая точка

q, q

Oqq

M (q, q)

Фазовая диаграмма

фазовая траектория

q = Asin (kt + )

q = Ak cos(kt + )

q2 + q2 =1 A2 A2k2 373

Лекция 16 3.61. Линейное сопротивление и диссипативная функция

Пусть на точки системы, когда она выведена из положения устойчивого равновесия, кроме потенциальных сил, начинают действовать еще и силы вязкого сопротивления Rk, которые линейно зависят от скоростей точек системы, т.е.

 

 

Rk

= − kvk

= − k rk

 

 

(1)

где k – постоянный коэффициент сопротивления

 

 

 

 

 

N

 

 

rk

 

N

 

rk

 

Q

Ф

= Rk

= − k rk

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1

 

 

q

 

k =1

 

q

 

 

 

 

 

r

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

k

=

 

k

 

 

 

(3)

 

 

 

 

qi

 

qi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

374

Ф

N

rk

 

 

N

k rk2

Q

= − k rk

 

= −

 

 

(4)

 

 

 

 

 

 

 

k=1

q

 

q k=1

2

Введем функцию Ф, называемую диссипативной функцией Релея

N

r2

N

v2

 

Ф =

k k

=

k k

(5)

 

 

 

 

 

 

k=1

2

k=1

2

 

По структуре диссипативная функция Ф аналогична кинетической энергии системы, только вместо массы точек в неё входят коэффициенты сопротивления k.

Ф

 

Ф

Q

= −

 

q

(6)

 

 

 

375