Matematik
løsning af 2. ordens diff.lign.
diff.lign. givet ved
x''(t)=-w2*x(t)
begyndelsesbetingelser er, at til t=0 er x(0)=0 og x'(0)=w
Er løsningen ikke bare stedfunktionen for en harmonisk svingning?
x(t)=A*sin(w*t)
Svar #1
25. april 2011 af NejTilSvampe
x(t) = A*sin(ω*t + φ) + c
sludder A er ikke nødvendigvis 1 =)
af x(0) = 0 , kan du antage at c og φ er 0 vel.:s
x'(t) = A/ω * cos(ωt)
x'(0) = A/ω = ω => A = ω2
x(t) = ω2sin(ωt)
vil jeg mene :)
Svar #2
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)
A/w=w?? Det giver ingen mening. Hvor får du A/w fra?
At x(0)= 0 betyder blot, at der ikke er nogen faseforskydning, hvorfor
x(t)=A*sin(w*t)
Svar #3
25. april 2011 af NejTilSvampe
#2 - at x(0) = 0 betyder at der ikke er nogen faseforskydning HVIS c = 0.
og ja beklager, det skulle være A*w = w
x'(0) = A*w * cos(w*0) = w => A*w = w => A = 1 ,
x(t) = sin(wt)
Svar #5
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)
Så løsningen er
x(t)=sin(w*t)
i stedet for
x(t)=A*sin(w*t)
x'(0) = A*w * cos(w*0) = w. Jeg går ud fra, at du får dette fra begyndelsesbetingelserne, for så giver det mening?
men normalt gælder
x'(0) = A*w * cos(w*0) = w*A
Svar #6
25. april 2011 af NejTilSvampe
#5 -
cos(0) = 1 , så din sidste linje er et selvfølge, ikke en regel som sådan. Men ja det er fra begyndelses betingelsen.
#4 -
Betragt funktionen
x(t) = A*sin(w*t+p) + c
x(0) = A*sin(p) + c
hvis x(0) = 0 , antag at p og c er forskellige fra 0 et øjeblik..
c = -A*sin(p) og p = asin(-c/A)
Så differentialligningen kan vel stadig tilfredsstilles for værdier af p og c forskellige fra 0?
Svar #9
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)
Hvordan får du
x'(0) = A*w * cos(w*0) = w ??
er det fra begyndelses betingelsen? A*w=w giver jo ikke mening
Svar #11
25. april 2011 af NejTilSvampe
#9 - det har jeg allerede svaret dig på. ja! det er begyndelses betingelsen.
x'(0) = w
x'(t) = w*A*cos(w*t)
x'(0) = w*A*cos(0) = w*A
Svar #12
25. april 2011 af mathon
en fuldstændige løsning til
x ''(t) = -ω2·x(t)
kan udtrykkes
x(t) = A·sin(ω·t+φ)
hvoraf
1) xo = A·sin(φ)
v = dx(t)/dt = ωA·cos(ω·t+φ)
hvoraf
vo = ωA·cos(φ)
2) vo / ω = A·cos(φ)
ved division at 1) med 2)
fås
tan(φ) = ω·xo / vo
φ = tan-1(ω·xo / vo)
nu kan
A beregnes af begyndelsesbetingelserne
A = xo/sin(φ)
Svar #13
25. april 2011 af mathon
xo = 0 er udelukket, da det svingende systems begyndelsesenergi da er lig med 0
Emek = (1/2)·k·xo2
hvorfor svingningen aldrig kommer i gang
Svar #14
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)
Hey Mathon. Hvis begyndelsesbetingelsen er ved t=0 da x=0, da er den fuldstændige løsning vel
x(t)=A*sin(w*t)
uden phi
Svar #16
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)
I min bog står der
x0=0
så phi skal altså ikke medtages. Jeg har altså ret her
Svar #19
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)
Hvad siger du NejTilSvampe?
Jeg har skrevet, at den fuldstændige løsning er
x(t)=sin(w*t), da A=1
Svar #20
25. april 2011 af NejTilSvampe
den er vel egentlig god nok nu jeg tænker mig om.. Jeg lægger en ekstra konstant c til, men den går ikke, for så er det ikke længere en løsning til differentialligningen, og det er der den knækker.
Så hvis c = 0 (og det er den), så er phi = 0 hvis x(0) = 0
så svaret er x = A*sin(wt) og x'(0) = w => A = 1
x = sin(wt)
