Matematik
Omskrivning
Hej,
Jeg har følgende differentialligning:
ω2·m·η(x) + H·η''(x) = E·A/Lc · w2/H2 · 0∫L η(x) dx,
hvor:
η(x) = 1 - cos(p·x)/cos(p·L/2)
og
p = ω·√((m·k2) / (H·a2 + G·J))
Alle symboler er konstanter bortset fra den uafhængige variabel, x. Bemærk desuden, at Lc ikke er det samme som L. Opgaven går ud på at komme frem til udtrykket:
(32·a3·d2·E) / ((H·a2 + G·J)·Lc·L) = θ2 / (1 - tan(θ)/θ)
Her er θ en ny konstant som man definerer under udledningen, men jeg kan simpelthen ikke komme frem til det ønskede udtryk. Jeg ved endvidere, at:
H = w·L2 / (8·d)
Er der nogen, der kan hjælpe?
Tak på forhånd.
Svar #1
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
Indsæt det kendste funktionsudtryk for η(x) på begge sider. Højresiden afhænger så ikke af x, så koefficienten til cos(px) på venstre side skal så være 0, hvis identiteten skal opretholdes for alle x.
Svar #2
22. marts 2015 af Haxxeren
#1
Højresiden afhænger da af x, når man indsætter η(x)?
Man har:
ω2·m·(1 - cos(p·x)/cos(p·L/2)) + H·(p2 · cos(p·x) / (cos(p·l/2))) =
E·A/Lc · w2/H2 · 0∫L (1 - cos(p·x)/cos(p·L/2)) dx
Svar #4
22. marts 2015 af Haxxeren
#3
Idet:
0∫L (1 - cos(p·x)/cos(p·L/2)) dx = (L·cos(p·L/2)·p - sin(p·L)) / (p·cos(p·L/2)),
da fås:
ω2·m·(1 - cos(p·x)/cos(p·L/2)) + H·(p2 · cos(p·x) / (cos(p·L/2))) =
E·A/Lc · w2/H2 · (L·cos(p·L/2)·p - sin(p·L)) / (p·cos(p·L/2))
Hvad siger du jeg skal gøre efterfølgende?
Svar #5
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#4
Hvis denne identitet skal opretholdes for alle x, må coefficienten til cos(px) på venstre side være lig med 0 , og konstanterne på begge sider må være lig med hinanden.
Svar #6
22. marts 2015 af Haxxeren
#5
Jeg har jo ikke et udtryk med kun cos(px)?
Snakker vi om:
(1 - cos(p·x)/cos(p·L/2)) eller
(p2 · cos(p·x) / (cos(p·L/2))) ?
Svar #7
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#6
På venstre side er der to led, der indholde cos(px) . Den samlede koefficient til leddene med cos(px) må jo så være 0, hvis identiteten skal opretholdes for alle x. Altså
(-ω2·m + Hp2 )/cos(p·L/2) = 0
Svar #8
22. marts 2015 af Haxxeren
#7
Ja, ok. Men hvad så herefter? Hvad skal man isolere?
Jeg kan umiddelbart ikke se, hvordan jeg kommer frem til:
(32·a3·d2·E) / ((H·a2 + G·J)·Lc·L) = θ2 / (1 - tan(θ)/θ)
Svar #10
22. marts 2015 af Haxxeren
#9
Men hvordan kommer man videre fra #7? Jeg synes ikke, at man kunne bruge det udtryk til noget.
Svar #11
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#10
Man får en anden ligning ved at benytte, at konstantleddene på hver side er lige store. Tilsammen skulle der være tilstrækkeligt med udtryk sammen med dem du nævnte indledningsvis til at nå frem til det ønskede udtryk.
Svar #12
22. marts 2015 af Haxxeren
#11
Jeg har fra tidligere:
(-ω2·m + H·p2 )/cos(p·L/2) = 0
samt den anden betingelse jf. #4:
ω2·m = E·A/Lc · w2/H2 · (L·cos(p·L/2)·p - sin(p·L)) / (p·cos(p·L/2)), ikke?
Jeg har kigget på det længe og kan stadigvæk ikke se, hvordan jeg kommer frem til det ønskede udtryk.
Svar #13
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#12
Jo, og i #0 har du også nævnt
p = ω·√((m·k2) / (H·a2 + G·J))
og
H = w·L2 / (8·d)
Svar #15
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#14
Kontroller, at du har skrevet alt her korrekt. Hvis integralet på højre side kun går fra 0 til L/2 , vil det muligvis lettere kunne komme igennem.
Svar #16
22. marts 2015 af Haxxeren
#15
Har lige tjekket det igennem og det skulle gerne være rigtigt - det der står her.
Svar #17
22. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#16
Så har du jo lidt at pusle med resten af aftenen.
Svar #19
22. marts 2015 af Haxxeren
#17
Vil du hjælpe med omskrivningen? Jeg bliver snart frustreret over denne opgave.
Svar #20
23. marts 2015 af Andersen11 (Slettet)
#19
Er w det samme som ω? Er a det samme som A?
Jeg kan nå frem til denne relation
64·E·A·d2/(H·L·Lc) = θ2 / (1 - sin(θ)/(θ·cos(θ/2)))
hvor θ = L·p .
