Физика. Методические указания. Агапова Н.Н - 5 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Логарифмический декремент затухания:
T
)Tt(A
)t(A
ln
0
0
β=
+
=δ .
Добротность:
δ
π
=
+
π=
)Tt(W)t(W
)t(W
2Q,
где
t2
0
eW)t(W
β
= полная энергия системы.
Динамическое уравнение вынужденных колебаний:
Второй закон Ньютона
)t(Frvkxma
+
=
,
)tcos(F)t(F
m
ω=
сила.
Правило Кирхгофа
)t(e
d
t
di
L
C
q
i·R +=+ ,
)tcos(E)t(e
m
ω
= ЭДС.
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний:
)tcos(
m
F
xx2x
m
2
0
ω=ω+β+
&&&
. )tcos(
L
E
qq2q
m
2
0
ω=ω+β+
&&&
.
Уравнение установившихся вынужденных колебаний:
)tcos(Ax
ϕ
ω
= .
)tcos(qq
m
ϕ
ω
=
,
)tcos(Uu
mC
ϕ
ω
=
,
где
C
q
U
m
m
= амплитуда на-
пряжения на конденсаторе.
Амплитуда вынужденных колебаний:
()
22
2
22
0
m
4m
F
A
ωβ+ωω
= .
()
22
2
22
0
m
m
4L
E
q
ωβ+ωω
= .
Разность фаз между колебаниями и вынуждающей силой:
22
0
2
tg
ωω
βω
=ϕ .
Резонансная частота:
22
0рез
2βω=ω .
6
Скорость:
)tcos(v
dt
dx
v
m
ψω== ,
где
Av
m
ω
=
амплитуда ско-
рости,
2
π
ϕ=ψ разность фаз
между скоростью и силой.
Сила тока:
)tcos(I
dt
dq
i
m
ψω== ,
где
mm
qI
ω
=
амплитуда тока,
2
π
ϕ=ψ разность фаз меж-
ду током и ЭДС.
Амплитуда силы тока:
2
2
m
m
C
1
LR
E
I
ω
ω+
=
.
Разность фаз:
R
C
1
L
tg
ω
ω
=ψ .
Если
LC
1
0рез
=ω=ω=ω , то
амплитуда силы тока макси-
мальна:
R
E
I
m
)рез(m
= ,
а разность фаз:
0
рез
=
.
Ускорение:
π
+ψω==
2
tcosa
dt
dv
a
m
,
где Ava
2
mm
ω=ω= ампли-
туда ускорения.
7
                   Логарифмический декремент затухания:                                            Скорость:                             Сила тока:
                                        A 0 (t )                                               dx                               dq
                               δ = ln                = βT .                                v=     = v m cos( ωt − ψ ) ,      i=       = I m cos( ωt − ψ ) ,
                                      A 0 (t + T )                                             dt                                dt
                                                                                       где v m = ωA – амплитуда ско- где I m = ωq m – амплитуда тока,
                                   Добротность:
                                                                                                       π                          π
                                          W(t )              π                         рости, ψ = ϕ − – разность фаз ψ = ϕ − – разность фаз меж-
                            Q = 2π                         = ,                                         2                          2
                                   W(t ) − W(t + T ) δ
                                                                                       между скоростью и силой.         ду током и ЭДС.
где W ( t ) = W0 e −2βt – полная энергия системы.                                                                            Амплитуда силы тока:
           Динамическое уравнение вынужденных колебаний:                                                                                         Em
                                                                                                                            Im =                              .
Второй закон Ньютона                          Правило Кирхгофа                                                                                 ⎛       1 ⎞
                                                                                                                                                           2

                                                              q        di                                                           R 2 + ⎜ ωL −         ⎟
         ma = −kx − rv + F ( t ) ,                     R ·i + = −L + e( t ) ,                                                                  ⎝      ωC ⎠
                                                              C        dt
F ( t ) = F m cos( ωt ) – сила.                                                                                                    Разность фаз:
                                              e( t ) = E m cos( ωt ) – ЭДС.
                                                                                                                                                     1
        Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний:                                                                                   ωL −
                                                                                                                                 tg ψ =             ωC .
                          F                                           E                                                                           R
    &x& + 2β x& + ω20 x = m cos( ωt ) .          q&& + 2βq& + ω20 q = m cos( ωt ) .
                          m                                            L                                                                                1
          Уравнение установившихся вынужденных колебаний:                                                                Если ω = ω рез = ω0 =               , то
                                                                                                                                                        LC
           x = A cos( ωt − ϕ ) .                         q = q m cos( ωt − ϕ ) ,                                        амплитуда силы тока макси-
                                                         u C = U m cos( ωt − ϕ ) ,                                      мальна:
                                                            q                                                                                     E
                                              где U m = m – амплитуда на-                                                           I m ( рез ) = m ,
                                                             C                                                                                     R
                                                 пряжения на конденсаторе.                                              а разность фаз:
                     Амплитуда вынужденных колебаний:                                                                                  ψ рез = 0 .
                        Fm                                           Em                          Ускорение:
     A=                               .           qm =                             .
              (         )2 2
           m ω0 − ω + 4β ω
                   2             2 2
                                                           (         )2 2
                                                          L ω0 − ω + 4β ω
                                                                2             2 2
                                                                                         a=
                                                                                             dv
                                                                                             dt
                                                                                                         ⎛         π⎞
                                                                                                = a m cos⎜ ωt − ψ + ⎟ ,
                                                                                                                   2⎠
                                                                                                         ⎝
     Разность фаз между колебаниями и вынуждающей силой:
                                                                                       где a m = ωv m = ω A – ампли-
                                                                                                           2
                                2βω
                         tg ϕ = 2      .                                                    туда ускорения.
                               ω0 − ω2
                      Резонансная частота:
                                ω рез = ω20 − 2β2 .
                                                                                                                           7
                                          6