1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. Найти закон колебания полубесконечной струны ( \( 0 x
Разбор задачи

Найти закон колебания полубесконечной струны ( \( 0 x

  • Предмет: Высшая математика
  • Автор: Кэмп
  • #Дифференциальные уравнения
  • #Уравнения математической физики
Найти закон колебания полубесконечной струны ( \( 0 x

Условие:

Найти закон колебания u(x,t)u(x, t) полубесконечной струны ( 0≤x<∞0 \leq x<\infty ), если в начальный момент времени форма струны описывалась функцией φ(x)=sin⁡(x)\varphi(x)=\sin (x), а скорости были равны ψ(x)=cos⁡(x)\psi(x)=\cos (x). Конец струны жёстко закреплён и не смещается.

Решение:

Дано:

  1. Начальная форма струны: φ(x)=sin⁡(x)\varphi(x) = \sin(x)
  2. Начальная скорость струны: ψ(x)=cos⁡(x)\psi(x) = \cos(x)
  3. Конец струны жестко закреплён: u(0,t)=0u(0, t) = 0 для всех t≥0t \geq 0

Найти:

Найти закон колебания струны u(x,t)u(x, t).

Решение:

Уравнение для колебаний струны имеет вид:

∂2u∂t2=c2∂2u∂x2 \frac{\partial^2 u}{\partial t^2} = c^2 \frac{\partial^2 u}{\partial x^2}

где cc — скорость волн в струне. Решение этого уравнения может быть представлено в виде:

ν(x,t)=f(x−ct)+g(x+ct)\nu(x, t) = f(x - ct) + g(x + ct)

где ff и gg — функции, определяющие форму волны, распространяющейся в положительном и отрицательном...

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

Какое из следующих утверждений наиболее точно описывает физический смысл граничного условия $u(0, t) = 0$ для полубесконечной струны?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет