Drgania wymuszone (rezonans) (html5)

Drgania wymuszone (rezonans) (html5)





  PEŁNY EKRAN  

 

Punkt zaczepienia wahadła sprężynowego (czerwone kółko) przenoszony jest tam i z powrotem - np. ręcznie; przyjmując, że ruch ten jest harmoniczny, możemy go opisać za pomocą funkcji cosinus. W takiej sytuacji oscylacje wahadła sprężynowego nazywane są drganiami wymuszonymi.

 


Przycisk "Resetuj" przenosi wahadło sprężynowe do położenia początkowego. Drugim przyciskiem można uruchomić lub zatrzymać i następnie kontynuować symulację. Jeśli wybierzesz opcję "Zwolnij", ruch będzie dziesięć razy wolniejszy. Współczynnik sprężystości, masa, współczynnik tłumienia i częstość kołowa wymuszająca mogą być zmieniane w pewnych granicach. Ponadto za pomocą odpowiednich przycisków można wybrać jeden z trzech wykresów: współrzędne położeń punktu zaczepienia i masy (rezonatora) w funkcji czasu, amplituda drgań rezonatora w zależności od częstotliwości wymuszającej oraz różnica faz między drganiami punktu zaczepienia sprężyny i drganiami rezonatora w zależności od częstości kołowej siły wymuszającej.

 


Najczęściej możemy zaobserwować trzy typy zachowań:

 


Jeżeli częstotliwość wymuszająca jest bardzo mała (górna część sprężyny wahadła przesuwana jest powoli), masa oscyluje niemal synchronicznie z elementem wymuszającym i prawie z tą samą amplitudą.

 


Jeżeli częstotliwość wymuszająca jest równa częstotliwości drgań własnych wahadła sprężynowego oscylacje wahadła narastają (rezonans), a drgania masy są opóźnione o jedną czwartą okresu w porównaniu do drgań elementu wymuszającego.

 


Jeśli częstotliwość wymuszająca jest bardzo wysoka, amplituda drgań rezonatora będzie mała, a faza prawie przeciwna.


Jeśli stała tłumienia (tarcie) jest bardzo małe, będą istotne stany przejściowe, dlatego żeby w tym przypadku zauważyć wspomniane rodzaje zachowań trzeba chwilę czasu odczekać.

 
         
 

Źródło:

http://www.walter-fendt.de/html5/phen/


© Walter Fendt. Dozwolone użycie w celach niekomercyjnych.