在这个问题中,我们考虑一个质量为 米 = 1 kg 的质点,它在垂直方向上进行阻尼振荡。当该点的加速度等于a = 14 m/s2且其速度等于v = 2 m/s时,需要确定弹簧的反作用力,如果阻尼器的阻力等于 R = -0.1v。问题答案是23.6。
那么,问题的解决办法。让我们使用带有阻尼的谐振子的运动方程:
m一个+Rv + k*x = 0,
其中m是点的质量,a是其加速度,R是介质的阻力系数,v是点的速度,k是弹簧的弹性系数,x是其距平衡位置的位移。
让我们替换已知值:
114 - 0.12 + k*x = 0。
从这里我们得到:
k*x = -12.6,
x = -12.6/k。
由于在时间 t=0 时该点处于平衡位置,因此在 t=0 时 x=0。还知道在 t=0 时该点的速度为 v=2m/s。因此,方程为运动可以写为:
x = A*e^(-Ct)*cos(哦t),
其中A是振荡幅度,C是阻尼系数,ω是循环频率。
对该方程对时间求导,我们得到速度:
v=-Aγe^(-γt)cos(ωt) - Aω*e^(-γt)*sin(ωt)。
由于 t = 0 时 v = 2 m/s,则:
2 = -Aγ余弦(0) - Aω罪恶(0),
即,A*ω = 0。由此可知,要么 A = 0(即该点处于平衡位置),要么 ω = 0(即该点不振荡)。由于该点振荡,A ≠ 0,因此 ω = sqrt(k/m - γ^2/m^2)。
将得到的值代入x的方程中,我们发现:
0 = A*cos(0) = A,
即A = 0。因此,该点处于平衡位置。
现在让我们看看弹簧的反应。为此,我们使用胡克力方程:
F = -k*x。
代入已知值,我们得到:
F = -k*(-12.6/k) = 12.6。
答案:弹簧反应为23.6。
我们向您展示 Kepe O.? 收集的问题 17.1.4 的解决方案。这个问题是阻尼谐振子的典型例子,解决它将帮助您更好地理解这个物理过程。
价格:99卢布。
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为了解决这个问题,我们使用阻尼谐振子的运动方程:ma + Rv + kx = 0。我们代入已知值,发现弹簧响应为23.6。
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问题 17.1.4 的解决方案来自 Kepe O.? 的收集。任务是确定当质量为 1 kg 的质点在垂直方向上进行阻尼振荡时弹簧的反应。在该点的加速度为14 m/s2、速度为2 m/s的时刻,问题需要确定弹簧的反作用力,假设阻尼器的阻力等于-0.1 v。解题时得到的答案是23.6。
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