Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

  • Hlavní strana
  • » Fyzika
  • » Struna se soustředěnými hmotami s volným koncem (TOTO TÉMA JE VYŘEŠENÉ)

#1 09. 11. 2009 21:44

tkoubsky
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Struna se soustředěnými hmotami s volným koncem

Ahoj, kdyby někdo z vás měl chuť se do toho pustit, budu rád za nějakou radu.
(Koho by to zajímalo, tak tato úloha je z předmětu Vlnění optika a atomová fyzika - 2. ročník FJFI ČVUT.)

Úoha:
Mějme strunu se soustředěnými hmotami složené z pěti hmotných bodů o stejné hmotnosti a šesti vazeb o stejné tuhosti. (Můžeme to nazývat také "řetízek atomů" nebo prostě soustavu pěti těles spojených navzájem celkem šesti pružinami - jeden konec je pevný, druhý volný - ten se dá představit jako vazba volně klouzající po přímce kolmé k linii struny).
Úkolem je najít frekvence a poměry amplitud jednotlivých módů příčných kmitů.
Podélné kmity uvažovat nebudeme a omezíme se na malé kmity (tzn. lze řešit linearizací sinu).

Analýza:
Normální struna, nebo řetízek, s pevnými konci vede na soustavu rovnic
$-\omega^2X_n=\frac KM (X_{n+1} - 2X_n + X_{n-1})$  kde  n = pořadí hmotného bodu od kraje. Tak vznikne soustava rovnic, která má po dosazení okrajových podmínek $X_0 = X_{N+1} = 0$  (kde N je počet hmotných bodů a a vzdálenost dvou bodů) řešení $X_n = A\sin{kna} + B\cos{kna}$
Problém je, že v naší úloze druhá okrajová podmínka není $X_{N+1} = 0$ ale $X_{N+1} = X_N$.

Změnou okrajové podmínky proto očekávám, že přibyde nějaké speciální řešení módu. Ale nedokážu si nějak představit jaké, kromě toho ho nedokážu ze soustavy najít...

Přeju pěkné počtení.

Offline

 

#2 29. 11. 2009 11:28

tkoubsky
Zelenáč
Příspěvky: 9
Reputace:   
 

Re: Struna se soustředěnými hmotami s volným koncem

Pro zájemce mohu popsat řešení.

Offline

 
  • Hlavní strana
  • » Fyzika
  • » Struna se soustředěnými hmotami s volným koncem (TOTO TÉMA JE VYŘEŠENÉ)

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson