Математическое и компьютерное моделирование механических колебаний
Рассмотрены результаты работы компьютерной программы, которая позволяет моделировать различные виды механических колебаний: гармонические, затухающие и вынужденные. В программу заложены математические модели в виде дифференциальных уравнений с начальными условиями. Программа позволяет полностью описать и визуализировать процесс механических колебаний.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
УДК 378.147.88
Математическое и компьютерное моделирование
механических колебаний
И.Н. Овчаренко
КФ МГТУ им. <...> Н.Э. Баумана, Калуга, 248000, Россия
Рассмотрены результаты работы компьютерной программы, которая позволяет
моделировать различные виды механических колебаний: гармонические, затухающие
и вынужденные. <...> В программу заложены математические модели в виде дифференциальных
уравнений с начальными условиями. <...> Программа позволяет полностью
описать и визуализировать процесс механических колебаний. <...> Автором разработана компьютерная программа [1–3], позволяющая
моделировать различные виды механических колебаний: гармонические,
затухающие, вынужденные. <...> В программу заложены математические
модели, описывающие данные виды механических колебаний
и представляющие собой дифференциальные уравнения с
начальными условиями. <...> Решения этих уравнений, удовлетворяющие
начальным условиям, полностью описывают процесс колебаний. <...> И.Н. Овчаренко
Выражение для силы F совпадает с выражением для упругой силы
деформированной пружины, поэтому она независимо от ее физической
природы называется квазиупругой. <...> Сила F всегда направлена к положению
равновесия, а ее модуль пропорционален отклонению системы
от равновесного положения. <...> Во-вторых, считается, что сила сопротивления F пропорциональна
скорости :v
Fr ,
rx
v
где r — коэффициент затухания. <...> Гармоническими являются колебания, при которых колеблющаяся
величина (например, отклонение маятника) изменяется с течением
времени по закону синуса или косинуса [4, 5]. <...> Такие колебания совершает
тело массой m под действием квазиупругой силыFkx . <...> Общее решение уравнения (1) имеет вид
xA t
cos(
0
Ax v0 ;
2
0
2
0
),
где ,A — амплитуда и начальная фаза колебаний соответственно,
2
v 0
arctg
x00
.
Перед запуском программы для гармонических колебаний необходимо
указать начальные смещение и скорость, а также собственную
частоту колебаний (остальные параметры равны <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: