Механичен генератор в принудителен синусоидален режим (Flash Animation)

Нека манипулираме фигурата.

Цилиндричен обект с маса m се окачва на пружина с твърдост k и се потапя в течност, упражняваща сила на триене "течност", пропорционална на скоростта, с коефициент h, който зависи от вискозитета на течността. Устройство под формата на ролки позволява да се наложи синусоидално възбуждане на осцилатора .

генератор

Параметрите на осцилатора са:

  • собствена пулсация:? 0 = (k/m) 1/2
  • амортизационният му срок:? = h/2m
  • неговият качествен фактор: Q =? 0/2?

Уравнението на движението е написано чрез прилагане на Основния принцип на динамиката във фиксиран референтен:

mx "= -h * x'- k * (x-y), ако обозначим с x (t) движението на масата и y (t) движението на горния край на пружината.

С други думи, можем да напишем:

Вижте тази страница за диференциалното уравнение и тази за анимацията на свободния режим.

Боравене

В кутията на устройството има превключвател за включване/изключване и въртящ се бутон (червен) за настройка на честотата. Плъзгач ви позволява да изберете стойността на качествения фактор (увеличаването на Q е еквивалентно на използването на течност с по-нисък вискозитет).

Вдясно на устройството можем да видим графиките на възбуждането и движението на масата. Горната графика може да се "влачи" с мишката и да се наслагва върху другата, за да се сравнят кривите. Натискането на бутона "Clear" изтрива тези криви. Горе вляво е графиката на усилването (амплитуда на трептенето на масата/амплитудата на възбуждането)