Назад
Содержание
Вперед
Кроме силы упругости F = - kx на тело действуют также сила сопротивления, которая при медленных
движениях пропорциональна скорости, т. е. ,
где r - коэффициент сопротивления, с размерностью [r] = кг/с.
С учетом сказанного, уравнение движения тела ( 2-й закон
Ньютона ) ma=F будет иметь вид , или,
разделив на массу т правую и левую части такого уравнения, имеем :
, (16)
где
- коэффициент затухания;
. Его решение будет
. (17)
Анализируя (17), можно видеть, что:
1) при
,
т.е. движение получается непериодическим, рис. 9; его называют апериодическим, т.к. тело монотонно стремится к
положению равновесия.
2) при
(18)
где
- амплитуда, а
. (19)
Из (19) следует, что затухающие колебания не являются строго гармоническими, их амплитуда A(t),
уменьшается с течением времени и тем быстрее, чем больше коэффициент затухания
(рис. 10).
Логарифмический декремент затухания
Натуральный логарифм отношения отклонения системы в моменты времени t и
называется логарифмическим декрементом
затухания:
.(20)
Величина, обратная , показывает число колебаний,
совершаемых за время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в е = 2,7182 раз.
Величина (21)
называется добротностью колебательной системы.
Заметим, что рассмотренная колебательная система является диссипативной, т.к. ее механическая энергия
постепенно уменьшается с течением времени за счет преобразования в другие (немеханические) формы энергии.
Назад
Содержание
Вперед
|