作者kuromu (kuromu)
看板Physics
标题Re: [问题] 请教绳子计入质量的简谐振荡问题
时间Sat Apr 15 21:07:31 2017
以前一直觉得为什麽这类问题可以假设
弹簧震荡时每一小段的的伸缩量相等->位移正比於位置
後来查资料发现是近似
条件是所连结的物体远大於弹簧本身质量
设弹簧长度L,质量m,弹力常数k 整个系统水平置放 一端固定
连结一个质量M的木块
弹簧被拉长,初始形变量为D而後放开
且弹簧各质点的位置为x,位移量f(x.t)
则可列出方程式
.. ''
f (x,t) = (kL^2/m) f (x.t)
f (x,0) = (x/L)D
.
f (x,0) = 0
f (0,t) = 0
.. '
M f (L,t) = (kL) f (L,t)
则解为 f(x.t) =
1 1/2 1/2
(2Dk/m)Σ --------sin[(m/k) ωn]sin[(m/k) (ωn/L)x]cos[(ωn)t]
(ωn)^2
1/2 m
其中 ωn 是 tan[(m/k) ωn] = ------------------ 的解
M (m/k)^(1/2) ωn
当 M>>>>>>m 时, 有ω1的那项占的比重最大
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