Задача на колебания из Чертова.

Автор
Сообщение
studka
#13805 2013-01-07 13:24 GMT

Под действием силы тяжести электродвигателя консольная балка, на которой он установлен, прогнулась h=1мм. При какой частоте вращения якоря электродвигателя может возникнуть опасность резонанса?

Решить нужно дифференциально. ответ должен быть 16 с^-1.

Начало такое:

ma=-kx

ma+kx=0

mx''+kx=0

x''+kx/m=0

x''+омега в квадрате умножить на x=0

Потом надо перейти как-то к h

Count_May
#13808 2013-01-07 15:43 GMT

Увы! У Вас вынужденные колебания, а Вы написали уравнения незатухающих.


отредактировал(а) Count_May: 2013-01-07 16:20 GMT
studka
#13809 2013-01-07 17:02 GMT

Мне так преподаватель сказал решать. А как надо тогда решать?

Count_May
#13810 2013-01-07 18:09 GMT

Амплитуда вынужденных колебаний:

\( A = \frac {F_o} { m \sqrt { (\omega_o^2 - \omega^2) + 4 \beta^2 \omega^2\)

Резонанс наступает , когда :

\( \omega = \sqrt { \omega_o^2 - 2 \beta^2}\)

Это классическая теория. У Вас \( \beta \) = 0, т.к. о силе трения ничего не сказано в задаче. Вот теперь смотрите: если принять за амплитуду прогиб доски A = h надо бы знать массу системы и силу (наверно массу) с которой двигатель действует на балку.. То, что я Вам написал, можете смело показать преподавателю и, я думаю, он это оценит и скажет, что дальше делать.

studka
#13811 2013-01-07 18:31 GMT

Спасибо большое

Но очень сомневаюсь, что он примет это решение. Может, конечно, можно как-то доказать, что колебания в данной задаче незатухающие. И тогда он прав. Но все равно задача остается для меня непонятной.

iskander
#13822 2013-01-07 22:42 GMT

Пока электромотор работает - колебания незатухающие (вынужденные)

studka
#13828 2013-01-07 23:13 GMT

То есть это решение правильное?

ma=-kx

ma+kx=0

mx''+kx=0

x''+kx/m=0

x''+омега в квадрате умножить на x=0

омега в квадрате умножить на x= - x''

x - это и есть h, x''=a=g

тогда омега в квадрате= - g/h

Можно как-то от минуса избавиться? Или данное решение неверно?

Count_May
#13835 2013-01-08 11:17 GMT

Что то мы всё усложнили. Можно попробовать так: Частота вращения якоря должна быть очень близкой к частоте собственных

колебаний, иначе \( \omega = \omega_o\)

\( \omega^2 = 4\pi^2n^2 = \frac {k} {m}\)

к коэффициент упругости найдём из \( k = \frac {F} {x}\)

Теперь из физических соображений х - смещение под действием силы веса, значит \(k = \frac {mg} {\Delta h}\)

Теперь найдём n:

\( n = \sqrt { \frac {mg} {4 \pi^2 m \Delta h }} = \frac {1} {2 \pi} \sqrt { \frac {g} {\Delta h}}\)

Если у Вас есть ответ, напишите такой мы получили?

studka
#13847 2013-01-08 14:09 GMT

Я так решала. Мне сказали, что нужно решить именно дифференциально. Такое решение не устраивает)

studka
#13983 2013-01-15 11:04 GMT

решение такое:

mg = kx

mg - kx=0

g - (k/m) x=0

k/m = омега в квадрате

омега в квадрате = g/x

омега = корень из g/x

тогда омега = 2 пи n

n= корень из g/x / 2 пи

Count_May
#13986 2013-01-15 16:26 GMT

Ваш ответ совпадает с тем, что я получил!