1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория управления
  4. Струна, длиною , закрепленная на концах ( ), в начальны...
Разбор задачи

Струна, длиною , закрепленная на концах ( ), в начальный момент времени изогнута так, что она приняла форму синусоиды , где -постоянное смешение, и отпущена с начальной скоростью , где -характерный масштаб времени. Найти закон колебания струны .

  • Предмет: Теория управления
  • Автор: Кэмп
  • #Моделирование управляемых процессов
  • #Теория динамических систем
Струна, длиною , закрепленная на концах ( ), в начальный момент времени изогнута так, что она приняла форму синусоиды , где -постоянное смешение, и отпущена с начальной скоростью , где -характерный масштаб времени. Найти закон колебания струны .

Условие:

Струна, длиною ll, закрепленная на концах ( x=0,x=lx=0, x=l ), в начальный момент времени t=0t=0 изогнута так, что она приняла форму синусоиды Ut=0=2U0sin(5πxl)\left.U\right|_{t=0}=2 U_{0} \sin \left(\frac{5 \pi x}{l}\right), где U0U_{0}-постоянное смешение, и отпущена с начальной скоростью Utt0=3U0t0sin(4πxl)\left.\frac{\partial U}{\partial t}\right|_{t \rightarrow 0}=3 \frac{U_{0}}{t_{0}} \sin \left(\frac{4 \pi x}{l}\right), где t0t_{0}-характерный масштаб времени. Найти закон колебания струны U(x,t)U(x, t).

Решение:

Дано:

  1. Длина струны: ll.
  2. Начальная форма струны:
    Ut=0=2U0sin(5πxl) \left.U\right|_{t=0}=2 U_{0} \sin \left(\frac{5 \pi x}{l}\right)
  3. Начальная скорость струны:
    Utt=0=3U0t0sin(4πxl) \left.\frac{\partial U}{\partial t}\right|_{t=0}=3 \frac{U_{0}}{t_{0}} \sin \left(\frac{4 \pi x}{l}\right)

Найти:

Закон колебания струны U(x,t)U(x, t).

Решение:

Шаг 1: Запишем общее решение уравнения волн для струны.

Общее решение уравнения волн имеет вид:

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какой метод используется для определения коэффициентов $A_n$ и $B_n$ в общем решении уравнения колебаний струны?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Не нашел нужную задачу?

Воспользуйся поиском

Выбери предмет