弹簧振子的振动微分方程怎么解? 弹簧振子的位移方程的推导过程。也就是求解那个微分方程。

\u5f39\u7c27\u632f\u5b50\u7684\u4f4d\u79fb\u65b9\u7a0b\u7684\u63a8\u5bfc\u8fc7\u7a0b.\u4e5f\u5c31\u662f\u6c42\u89e3\u90a3\u4e2a\u5fae\u5206\u65b9\u7a0b.

\u5f39\u7c27\u632f\u5b50\u6ee1\u8db3\u80e1\u514b\u5b9a\u5f8bf=ma=-kx \u5c06\u52a0\u901f\u5ea6a\u7528\u4f4d\u79fbx\u5bf9\u65f6\u95f4t\u7684\u4e8c\u6b21\u6c42\u5bfc\u5f62\u5f0f\u8868\u793a
\u6700\u540e\u89e3\u5fae\u5206\u65b9\u7a0b\u91cc\u7684\u4f4d\u79fbx\u5c31OK\u4e86
f=-kx,-kx=md*x/dt*,\u8bbew*=k/m.d*x/dt*+w*x=0,(*)=2\u4e8c\u9636\u7ebf\u6027\u5176\u6b21\u65b9\u7a0b,\u4ee3\u5165\u516c\u5f0f,\u89e3\u51fax=Acos(wt+&),\u5355\u6446\u7684\u8bdd\u53ef\u4ee5\u628a\u89d2\u5ea6\u8bbe\u51fa,\u901a\u8fc7\u79ef\u5206\u4e5f\u80fd\u7b97\u51fa
\u5e0c\u671b\u80fd\u5e2e\u5230\u4f60.

\u5f39\u7c27\u632f\u5b50\u6ee1\u8db3\u80e1\u514b\u5b9a\u5f8bf=ma=-kx \u5c06\u52a0\u901f\u5ea6a\u7528\u4f4d\u79fbx\u5bf9\u65f6\u95f4t\u7684\u4e8c\u6b21\u6c42\u5bfc\u5f62\u5f0f\u8868\u793a
\u6700\u540e\u89e3\u5fae\u5206\u65b9\u7a0b\u91cc\u7684\u4f4d\u79fbx\u5c31OK\u4e86
f=-kx\uff0c-kx=md*x/dt*\uff0c\u8bbew*=k/m.d*x/dt*+w*x=0\uff0c(*)=2\u4e8c\u9636\u7ebf\u6027\u5176\u6b21\u65b9\u7a0b\uff0c\u4ee3\u5165\u516c\u5f0f\uff0c\u89e3\u51fax=Acos(wt+&)\uff0c\u5355\u6446\u7684\u8bdd\u53ef\u4ee5\u628a\u89d2\u5ea6\u8bbe\u51fa\uff0c\u901a\u8fc7\u79ef\u5206\u4e5f\u80fd\u7b97\u51fa
\u5e0c\u671b\u80fd\u5e2e\u5230\u4f60\u3002

用牛顿第二定律列方程:
F=ma
其中F为弹力,遵守胡克定律F=-kx,x为位移;m为质量,式中为常数;a为x的二阶导数。即:
-kx=m(d²x/dt²)
整理成标准形式的二阶线性微分方程:
(d²x/dt²)+(k/m)x=0
其特征方程为:r²+(k/m)=0
解得特征根为:±√(k/m)i………………i为虚数单位
故微分方程的通解为:
Acos[t√(k/m)]+Bsin[t√(k/m)]………………A和B为任意常数,由初始位置和速度决定
或者写成单三角函数的形式:
Acos(ωt+φ)………………其中ω=√(k/m)

  • 寮圭哀鎸瓙鐨勬尟鍔ㄥ井鍒嗘柟绋 鎬庝箞瑙鐨
    绛旓細-kx=m(d²x/dt²)鏁寸悊鎴愭爣鍑嗗舰寮忕殑浜岄樁绾挎寰垎鏂圭▼锛(d²x/dt²)+(k/m)x=0 鍏剁壒寰佹柟绋嬩负锛歳²+(k/m)=0 瑙e緱鐗瑰緛鏍逛负锛毬扁垰(k/m)i鈥︹︹涓鸿櫄鏁板崟浣 鏁呭井鍒嗘柟绋嬬殑閫氳В涓猴細Acos[t鈭(k/m)]+Bsin[t鈭(k/m)]鈥︹︹鍜孊涓轰换鎰忓父鏁帮紝鐢卞垵濮嬩綅缃拰...
  • 寰垎鏂圭▼搴旂敤鐨勫疄渚嬨傛渶濂芥湁杩囩▼鍒嗘瀽鐨勩
    绛旓細鍦ㄥ脊鎬ч檺搴﹀唴锛屼粠骞宠 浣嶇疆姘村钩鎷夊紑璺濈A鍚庨噴鏀撅紝寮圭哀鎸瓙闅忓嵆闇囧姩璧锋潵锛岄夊钩琛′綅缃负鍧愭爣鍘熺偣锛屽脊绨т几闀挎柟鍚戜负x杞达紝x=0鏃跺紑濮嬭鏃讹紝鍦ㄤ换鎰忔椂鍒籺锛屼綅绉讳负x,鐗╀綋鐨勮繍鍔ㄥ姞閫熷害涓庢墍鍙楀脊鍔(f=-kx)鐨勫叧绯绘湇浠庣墰椤跨浜屽畾寰 m(d²x/dt²)=-kx,浠²x/dt²=x'',k/m=蠅²...
  • 涓轰粈涔堢墿鐞嗕腑鎸姩杩欏効鏈変竴涓叕寮:蠅²=k/m,杩欐槸鎬庝箞鎺ㄥ鐨?
    绛旓細涓ユ牸鎺ㄥ鍏紡闇瑕佽В寰垎鏂圭▼锛屽氨涓闃舵鐨勭墿鐞嗘潵璇 搴旇璁颁綇涓涓叕寮 锛屽氨鏄寮圭哀鎸瓙鐨鍛ㄦ湡鍏紡 T=2pi 鏍瑰彿(m/k)鍙堟牴鎹懆鏈熷拰瑙掗鐜囩殑鍏崇郴 蠅=2pi/T 寰堝鏄撳緱鍑 蠅²=k/m
  • 濡備綍鐢ㄨ儭鍏嬪畾寰嬭瘉鏄庣珫鐩存柟鍚戠殑寮圭哀鎸瓙鐨杩愬姩鏄畝璋鎸姩
    绛旓細鏍规嵁鐗涢】绗簩瀹氬緥F=ma,(鍏朵腑m>0)鍐欐垚寰垎鐨勫舰寮忓垯a=x''[t];浜庢槸mx''[t]=-kx,鍗 mx''[t]+kx=0,璇寰垎鏂圭▼瀵瑰簲鐨勭壒寰佹柟绋嬩负:m位^2+k=0,浠は=鈭(k/m),(鍏朵腑蠅>0)寰 位=卤蠅i,鍏朵腑i涓鸿櫄鏁板崟浣,璇ュ井鍒嗘柟绋嬬殑閫氳В涓:x[t]=C[1]Cos[蠅t]+C[2]Sin[蠅t],鍏朵腑C[1],C[2]...
  • 涓涓叧浜寮圭哀鎸瓙鐨闂
    绛旓細m[dx(t)/dt]''+kx(t)=0...(1)鍏朵腑锛歔dx(t)/dt]''琛ㄧず锛氫綅绉诲鏃堕棿鐨勪簩闃跺鏁帮紱m琛ㄧず锛氱郴缁熻川閲忥紱k琛ㄧず锛寮圭哀鍒氬害锛涘寰垎鏂圭▼锛1锛夋眰瑙o紝浣跨敤楂樼瓑鏁板鐨勫井鍒嗘柟绋姹傝В鏂规硶锛岃В寰楋細w=鏍瑰彿涓嬶紙k/m)璇琚О涔嬩负鏃犻樆灏煎脊绨х郴缁熺殑鍥鐜囥傚垯璇ョ郴缁熼鐜囦负锛1/[2*pi*鏍瑰彿涓嬶紙k/m)]鎵浠...
  • 寮圭哀鎸瓙鍛ㄦ湡鍏紡
    绛旓細寮圭哀鎸瓙鍛ㄦ湡鍏紡涓猴細T=2蟺锛坢/k锛?鍏舵帹瀵艰繃绋嬶細璁炬尟瀛愪綅缃潗鏍噚锛屽脊绨ц嚜鐢变綅缃负闆剁偣銆鎸瓙鎸姩锛寈(t)鍑芥暟锛屾尟瀛愬彈寮圭哀鍔-Kx锛岃礋鍙疯〃绀哄姏鐨勬柟鍚戞绘槸浣垮叾鍥為浂鐐广倄(t)涓娆″井鍒嗘槸鎸瓙閫熷害锛屼簩娆″井鍒嗘槸鍔犻熷害锛屾牴鎹墰椤垮畾寰媘x鈥=-Kx杩欎釜寰垎鏂圭▼鐨勮В鏄寮﹀嚱鏁帮紝涔熷彨璋愬嚱鏁般傚洜涓虹嚎鎬х殑鍥炰綅鍔涳紝鏄...
  • 姹傛按骞寮圭哀鎸瓙涓婄殑鍊掓憜鐨勮繍鍔寰垎鏂圭▼
    绛旓細濡傛灉杩欎釜鍊掔珛鎽嗘槸闄愬埗鍦寮圭哀k鍜屾潌瀛恖鎵鍦ㄥ钩闈㈣繍鍔紝涓斿彲璁や负杞酱鎽╂摝鍔涚煩涓0 鐨勮瘽锛氳M鐩稿寮圭哀鍘熼暱浣嶇疆鐨勫潗鏍囦负x (鍙傝冩柟鍚戝悜鍙)锛屾憜杞涓哄浣犲浘鎵绀 胃 璇ョ郴缁熻嚜鐢卞害涓2锛屼互x, 胃涓哄箍涔夊潗鏍囷紝
  • 寮圭哀鎸瓙鐨鍏紡鐨勬帹瀵艰繃绋
    绛旓細x杞存部寮圭哀鏂瑰悜锛岀敱鐗涢】绗簩瀹氬緥 鍏朵腑F銆乤銆乮鍜 搴旇涓哄悜閲忥紝涓嶈繃鎴戞病鎵惧埌绮椾綋鍦ㄥ摢閲屻併佸湪i鏂瑰悜鎶曞奖鍚庡緱鍒扮畝鍗曠殑鏍囬噺寰垎鏂圭▼ 杩欎釜寰垎鏂圭▼鐨勯氳В鏄 鎴戜滑灏变粠鐞嗚涓婂緱鍑轰簡浣嶇Щ鍏紡锛岀浉姣斿湪鈥滃苟涓嶄弗鏍肩殑鏂规硶鈥濅腑鐩存帴缁欏嚭鐨勪綅绉诲叕寮忥紝鏄笉鏄洿鍔犳湁璇存湇鍔涳紵浠庝笁瑙掑嚱鏁扮殑鐭ヨ瘑鍙煡 鐜板湪鐢ㄥ垎鏋愬姏瀛︾殑鏂规硶姹傝В...
  • 寮圭哀鎸瓙鐨鍛ㄦ湡T=2*pi*(m/k){鎷彿鍐呭紑鏂箎鏄濡備綍鎺ㄥ鐨?
    绛旓細wt)锛寃涓鸿閫熷害锛夊拰w=T/2*pi鏉ュ垎鏋 銆寮圭哀鐨鍥炲鍔涳細F=-KX ma=-KX 锛堝埄鐢‵=ma锛塵*X''=-KX 锛堝埄鐢ㄤ綅绉籜鐨勪竴浠嬪鏁版槸V锛孷鐨勪竴浠嬪鏁版槸a,鍗砐鐨勪簩灞婂鏁版槸X锛岃繖閲岀敤X鈥濊〃绀猴級杩欐槸涓涓簩闃跺父绯绘暟鈥寰垎鏂圭▼鈥濄傞氳В涓猴細X=A*cos{鈭(K/m)*t} 蠅=鈭(K/m)T=2*pi鈭(m/K)...
  • 寮圭哀鎸瓙鐨浣嶇Щ鏄粈涔堢殑鍑芥暟
    绛旓細寮圭哀鎸瓙鐨浣嶇Щ鈥旀椂闂村浘璞℃槸涓涓(浣)寮﹀嚱鏁板浘璞★紝鍙嶆槧浜鎸姩鐗╀綋鐩稿浜庡钩琛′綅缃殑浣嶇Щ闅忔椂闂村彉鍖栫殑瑙勫緥銆
  • 扩展阅读:什么东西可以看成弹簧振子 ... 弹簧振子运动过程分析 ... 如何证明弹簧振子做简谐运动 ... 弹簧系统的振动方程 ... 竖直弹簧振子运动分析 ... 自由振动阻尼振动受迫振动 ... 弦振动方程的基本解 ... 合振动的振动方程公式 ... 弹簧振子的振动可以看成简谐振动 ...

    本站交流只代表网友个人观点,与本站立场无关
    欢迎反馈与建议,请联系电邮
    2024© 车视网