Fysik

harmoniske svingninger (mat/fys)

15. april 2011 af placebo321 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Jeg skal bestemme sammenhængen mellem amplituden og begyndelseshastigheden.

Jeg ved, at hastigheden er maksimal i ligevægtsstillingen og mindst i yderpunkterne. Altså er der omvendt proportionalitet mellem hastigheden og amplituden.

Jeg prøvede at beregne mig frem til dette matematisk

x(t)=A*sin(w*t)

x'(t) = v(t) = w*A*cos(w*t)

Jeg satte tiden = 0 svarende til at det er begyndelseshastigheden

v(0) = w*A

Her får jeg en ligefremproportionalitet mellem hastigheden og amplituden.

Nogle der kan hjælpe?

Dog kan jeg differentiere ovenstående funktionsudtryk yderligere, hvorved

a(0)=-w2*A*sin(w*0)=0

hvilket passer fint


Brugbart svar (0)

Svar #1
15. april 2011 af Jerslev (Slettet)

#0: Du opnår jo, som ønsket, at starthastigheden er større jo større din amplitude er.


Brugbart svar (0)

Svar #2
16. april 2011 af mathon

                     x = A·sin(ωt+φ)  

                     v = dx/dt = A·ω·cos(ωt+φ)

og  
                     vo = A·ω·cos(φ)           

                  
 


Svar #3
16. april 2011 af placebo321 (Slettet)

#1 Der er da ikke ligefremproportionalitet mellem starthastigheden og amplituden?

Hastigheden er vel størst, når amplituden er mindst. Amplituden er 0 i ligevægtsstillingen og her hastigheden størst, idet den kinetiske energi er størst her.


Brugbart svar (0)

Svar #4
16. april 2011 af Jerslev (Slettet)

#3: Jo, starthastigheden er udelukkende bestemt af din amplitude og vinkelfrekvens (omega). Hastigheden som funktion af tiden har ekstrema ved de tider, hvor amplituden er nul, men i dit tilfælde vil du have, at amplituden er en konstant, A, og denne er ikke en funktion af noget som helst.

I fald du ønsker at udtrykke amplituden som funktion af tiden skal du have fat i y(t). x(t) viser blot din fremgang hen af x-aksen.


Svar #5
16. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Det forstår jeg ikke helt. Amplituden er da altid konstant, når den indgår i x(t)=A*sin(w*t+phi).

Jeg kan godt se, at den vil variere, hvis du tegner en y(t) graf, med y=A


Svar #6
16. april 2011 af placebo321 (Slettet)

#3 du skriver: "Hastigheden som funktion af tiden har ekstrema ved de tider, hvor amplituden er nul, men i dit tilfælde vil du have, at amplituden er en konstant, A, og denne er ikke en funktion af noget som helst."

Jeg skal lige forstå dette. Er det fordi, jeg har sat t=0, at tiden ikke længere indgår som variabel, og at man derfor ikke kan sige, at hastigheden er størst, når amplituden er mindst.?


Brugbart svar (0)

Svar #7
16. april 2011 af Jerslev (Slettet)

#5: Ja, præcis. Som den indgår i din formel der er der tale om den maksimale amplitude - lad os kalde den A0. Den generelle amplitude er nødvendigvis en funktion af tiden (og dermed af x), da den svinger frem og tilbage. Denne kaldes normalt for y(t) eller y(x).

#6: Hvis #2 ikke er svaret på dit spørgsmål, så tror jeg hverken mathon eller jeg forstår, hvad du reelt set spørger om. Din starthastighed må nødvendigvis være uafhængig af tiden og kun afhænge af størrelsen på din maksimale amplitude, altså A0, når du sætter din bølge igang.


Skriv et svar til: harmoniske svingninger (mat/fys)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.