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
Pěkný den, chtěl bych poprosit o pomoc s vyřešením následujícího příkladu, jelikož si nevím rady.
Hmotnost m a tuhost k a vlastní frekvence omega_n soustavy, která není tlumená, neznáme. Lze je však urcit z vynucených testu s harmonickými kmity. pri budící frekvenci 4 Hz roste odezva nade všechny meze. Pridáme-li závaží s hmotností 2.5 kg k hmote m, je rezonancní test opakován. V tomto prípade se rezonance projevuje pri frekvenci 3 Hz. Stanovte hmotnost M a tuhost K soustavy.
Offline
Moje řešení:
-> Vzorec frekvence [mathjax]f=\omega/2\pi[/mathjax] ->[mathjax]f=\sqrt{k/m}/2\pi [/mathjax]
-> dosadím zadané frekvence a vytvořím soustavu dvou rovnic -> [mathjax]4=\sqrt{k/m}/2\pi[/mathjax] a [mathjax]3=\sqrt(k/m)/2\pi[/mathjax]
-> Upravím -> 16*(2*\pi ) ^2*m=k a 9*(2*\pi ) ^2*(m+2,5)=k
->Dosadím jednu do druhé 16*(2*\pi ) ^2*m=9*(2*\pi ) ^2*(m+2,5)
-> po úpravě vyjde hmotnost m1=3.21kg a tímpádem celková hmotnost m=m1+m2=5,21 kg
-> při dosazení hmotnosti do puvodního vzorce 4=\sqrt(k/3.21)/2\pi vychází tuhost soustavy k = 2027kg/m^2
Myslíte že by to takhle mohlo být?
Offline
↑ mirek12:
Hezký den
Pokud je postup správný, tak bych řekl, že výsledek by měl být
Odkaz
(A myslím, že na celkovou hmotnost se zadání neptá.)
Offline
Hmotnost máš asi dobře, ale já bych to počítal trochu jinak - trochu jednodušeji.
[mathjax]\omega_1^2 = \frac{k}{m}[/mathjax]
[mathjax]\omega_2^2 = \frac{k}{m + \Delta m}[/mathjax]
teď to dáme do poměru (vydělíme první rovnici tou druhou), čímž nám vypadne to k, a dostaneme
[mathjax]\frac{\omega_1^2}{\omega_2^2} = \frac{m + \Delta m}{m}[/mathjax]
Ještě si můžeme trochu usnadnit život tím, že
[mathjax]\frac{\omega_1^2}{\omega_2^2} = \frac{f_1^2}{f_2^2}=p^2[/mathjax]
p - je poměr těch frekvencí či úhlových rychlostí, a v našem případě je to 4/3
pak tedy můžeme psát, že
[mathjax]\frac{m + \Delta m}{m}=p^2[/mathjax]
z čehož snadno dostaneme
[mathjax]m = \frac{\Delta m}{p^2-1}=\frac{\Delta m}{\frac{16}{9}-1}=\frac{\Delta m}{\frac{7}{9}}=\frac{9}{7} \Delta m[/mathjax]
Posud to jde z hlavy, na výpočet 2.5 * 9 / 7 už si teda musím vzít kalkulačku a vychází mi to 3.214..., což je asi stejný výsledek jako máš ty.
Offline
V podobném typu úloh by dávání rovnic do poměru měla být první věc, co člověk vyzkouší. Častokrát tak lze řešit i věci, které přímým dosazením úplně nejdou - když je tam třeba proměnná ve vyšších mocninách. Ono je to tak nějak na první pohled vidět, jestli má smysl ty rovnice mezi sebou dělit nebo né.
Offline