Линейные колебания и волны: Сборник задач. Трубецков Д.И - 66 стр.

UptoLike

Рубрика: 

66
оба корня отрицательны, это устойчивый узел. В точке P
3
(α, α(1
2αβ)) характеристическое уравнение имеет вид 8p
2
+ (12αβ 2)p
(2αβ 1) = 0. Легко показать, что у этого уравнения корни чисто
действительные, причем их произведение меньше нуля, следовательно
P
3
седло.
62. Введем безразмерные переменные
y = (T T
0
)/(T
0
T
1
) , x = N/[k(T
0
T
1
)] 1 , τ = kt/mc .
В этих переменных уравнения динамики реактора примут вид:
dx
= r(x + 1)y ,
dy
= x y ,
где r = αmc(T
0
T
1
)/kl > 0 параметр. Здесь имеются две неподвиж-
ные точки: P
1
(0, 0) и P
2
(1, 1). Линеаризуя стандартным образом урав-
нения вблизи этих точек, и вычисляя корни характеристического урав-
нения, можно получить, что в точке P
1
они равны p
12
= (1±
1 4r)/2.
При r < 1/4 оба корня действительные и отрицательные, в этом случае
P
1
устойчивый узел, при p > 1/4 корни комплексно сопряженные с
отрицательной действительной частью, P
1
устойчивый фокус.
Вблизи точки P
2
корни характеристического уравнения есть p
1
= 1,
p
2
= r, это седло.
63. Мальчик должен выпрямлять ноги в нижней точке траектории и
приседать в моменты максимального отклонения качелей.
64. Пусть q заряд на конденсаторе. В те моменты, когда емкость кон-
денсатора скачком меняется, заряд остается неизменным, так же, как и
ток в контуре, поэтому функции q(t) и ˙q(t) непрерывные. Для опи-
сания динамики системы введем вектор-столбец x
n
= [q
n
, ˙q
n
0
]
T
, где
индекс n соответствует значению каждой переменной в моменты пере-
ключения емкости, ω
0
= 1/
LC
0
, T знак транспонирования. В проме-
жутках между этими моментами динамика системы задается формулой
q(t) = q
n
cos ω(t t
n
) +
˙q
n
ω
sin ω(t t
n
) , < t < (n + 1)τ .
Здесь ω текущее значение частоты колебаний. В матричной форме
можно записать:
x
n+2
=
cos ω
2
τ
ω
0
ω
2
sin ω
2
τ
ω
2
ω
0
sin ω
2
τ cos ω
2
τ
·
cos ω
1
τ
ω
0
ω
1
sin ω
1
τ
ω
1
ω
0
sin ω
1
τ cos ω
1
τ ,
x
n
(1)