Matematické Fórum


1. 8. 2026 (L) Fórum bude brzy uzavřeno 😿

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 24. 05. 2021 09:16

AK
Příspěvky: 25
Reputace:   
 

Vlnění - obdélníková membrána

Dobrý den, potřebovala bych prosím poradit s tímto příkladem.

Obdélníkovou membránou o stranách a = 38 cm a b = 22 cm, která je upevněna v tuhém
rámečku, se šíří vlny rychlostí v. Jsou dvě možnosti, jak ji lze rozpůlit na dvě stejné
obdélníkové membrány. Jaký bude poměr jejich základních frekvencí normálních módů
stojatých vln?

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) AK)

#2 24. 05. 2021 11:28 — Editoval Mirek2 (24. 05. 2021 12:04)

Mirek2
Příspěvky: 1213
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

Ahoj, teorie je např. zde http://muj.optol.cz/richterek/lib/exe/f … dni_bp.pdf
Myslím, že pro základní frekvence dosadíme [mathjax]m=n=1[/mathjax].

Offline

 

#3 24. 05. 2021 17:31

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

Nejsem si úplně jistý, ale myslím, že základní kmit bude vypadat tak, že délka membrány tvoří polovinu vlny...polovinu sinusovky.

Tudíž vlnová délka těch podélných kmitů bude 2a a těch příšných 2b.

A protože pro vlnovou délku platí [mathjax]\lambda = vT = \frac{v}{f}[/mathjax] není těžké získat i poměr frekvencí.

Offline

 

#4 25. 05. 2021 17:45

AK
Příspěvky: 25
Reputace:   
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

Výsledek by měl být:
[mathjax]\frac{v_{a}}{v_{b}}=\sqrt{\frac{4a^{2}+b^{2}}{a^{2}+4b^{2}}}\approx 1,36[/mathjax]

kde νa je základní frekvence membrány o rozměrech a a b/2, νb pak základní frekvence
pro membránu o rozměrech a/2 a b.

Nechápu, proč délka membrány tvoří jen polovinu sinusovky? Polovina jde nahoru a polovina dolů, když to řeknu takhle.. ne?

Offline

 

#5 25. 05. 2021 18:40

Mirek2
Příspěvky: 1213
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

↑ AK:
Vychází mi to také tak.
Do vztahu (12), viz odkaz výše, bych dosadil [mathjax]m=n=1[/mathjax]
a rozměry desky v jednom případě [mathjax]a, b/2[/mathjax], ve druhém případě [mathjax]a/2,b[/mathjax].

Offline

 

#6 25. 05. 2021 19:04

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

Tak koukám, že je to složitěšjí, než jsem si myslel...

Offline

 

#7 26. 05. 2021 08:26

AK
Příspěvky: 25
Reputace:   
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

↑ Mirek2:
Chápu proč rozměry desky takto, protože vždy tu jednu stranu rozdělím napůl. Ale proč m a n = 1?

Offline

 

#8 26. 05. 2021 09:47

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

Zdravím,

↑ AK:
Frekvenciu jednotlivých módov nášho systému (obdĺžniková membrána s pevnými okrajmi) určuje spomínaný vzťah (12) z textu ktorý odkazoval kolega ↑ Mirek2:. [mathjax]m,n[/mathjax] sú prirodzené čísla.

Základná (fundamentálna) frekvencia je najnižšia hodnota frekvencie, akou dokáže systém kmitať a tú dostaneme tak, že do vzťahu za [mathjax]m[/mathjax] a [mathjax]n[/mathjax] dosadíme najmenšie možné hodnoty, teda [mathjax]m=n=1[/mathjax].

Offline

 

#9 26. 05. 2021 09:55

AK
Příspěvky: 25
Reputace:   
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

↑ Ferdish:
https://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/ … quare.html
Já viděla tohle a myslela jsem, že když to rozdělíme napůl podélně nebo příčně, tak je to mod 1,2 a 2,1

Offline

 

#10 26. 05. 2021 10:28 — Editoval Ferdish (26. 05. 2021 14:22)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

↑ AK:
V zadaní sa zrejme pod rozdelením napoly myslí fyzické rozdelenie/rozstrihnutie veľkej membrány na dve menšie. Ak by sme membránu nechali vcelku a iba ju uprostred pozdĺž jedného smeru zafixovali nejakou svorkovou priečkou tak, aby sme v danom mieste vytvorili uzlovú čiaru, tak áno - získame systém, ktorého základný vibračný mód bude v podstate identický s módom (1,2) resp. (2,1) nedelenej membrány.

Offline

 

#11 26. 05. 2021 10:34

AK
Příspěvky: 25
Reputace:   
 

Re: Vlnění - obdélníková membrána

↑ Ferdish:↑ Ferdish:
Aha, aha.. moc děkuji, tak to já jen špatně pochopila zadání.. :)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson