1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. 1) Выясните, почему движение маятника описывается дифференциальным уравнением такого вида. 2) Установите характер данного...

1) Выясните, почему движение маятника описывается дифференциальным уравнением такого вида. 2) Установите характер данного движения (периодический, апериодический)

«1) Выясните, почему движение маятника описывается дифференциальным уравнением такого вида. 2) Установите характер данного движения (периодический, апериодический)»
  • Высшая математика

Условие:

Пружинный маятник движется по закону:

y''+p(t) y'+q(t)y=0

1) Выясните, почему движение маятника описывается дифференциальным уравнением такого вида. 2) Установите характер данного движения (периодический, апериодический) при данных p(t) и q(t). 3) Изобразите закон движения в системе координат. 4) Убедитесь в линейной независимости фундаментальной системы решений данного ДУ, выпишите вронскиан. 5) Составьте линейное неоднородное дифференциальное уравнение (ЛНДУ) с данной правой частью f(t). Выясните физический смысл функции f (t). 6) Решите ЛНДУ методами вариации произвольной постоянной и неопределённых коэффициентов. Сравните результаты. 7) Получите решение задачи Коши, если y(x0) = a,y'(x0) = b при данных x0,a,b. Выясните физический смысл задачи Коши и её решения.

1. p(t)=4,q(t)=5,f(t)=t2 e2t,x0=0,a=0,b=1.

Решение:

Пружинный маятник это материальная точка, прикрепленная к идеальной (невесомой и подчиняющейся закону Гука) пружине. Основной закон динамики поступательного движения тела описывается 2-м законом Ньютона: F=ma. Обозначим через y вектор смещения тела от положения равновесия. Со стороны пружины на тело действует возвращающая сила, которая согласно закону Гука записывается в виде Fупр=-ky.

Помимо этого, будем считать, что на тело действует сила трения, пропорциональная скорости его движения и направленная в противоположную ей сторону Fтр=-bv. Учитывая, что получаем:

Не нашел нужную задачу?

Воспользуйся поиском

Выбери предмет