第七章 振动质点组力学(2)

2026/1/20 16:22:30

Fs??k(x1?x2)

此外,还有单摆力

Fp??mgx1 l因此,第一个质点的牛顿运动方程为

?mgx1?k(x1?x2)?mx1 l或者

d2x1gk?x?(x1?x2)?0 1dt2lm类似的,第二个质点所受到的回复力为

?mgx2?k(x1?x2) l所以,其动力学方程为

d2x2gk?x?(x1?x2)?0 2dt2lm以上两个动力学方程为耦合的二阶常微分方程,必须同时求解方程才能获得问题的解答。这里我们采用另外的方法来处理:将两方程相加,得

d2(x1?x2)g?(x1?x2)?0

dt2l与简谐振动的牛顿方程d2x/dt2??02x?0比较,惊奇的事情出现了:这是变量为(x1?x2)的简谐振动动力学方程!其振动频率为g/l,正好是单摆模的频率。若将两方程相减,则得

d2(x1?x2)?g2k?????(x1?x2)?0

dt2?lm?同样,这是变量(x1?x2)的简谐振动动力学方程,其振动频率为g/l?2k/m,而这正好是呼吸模的频率!为了更进一步看清这点,我们引入变量

q1?(x1?x2),q2?(x1?x2)

原来的两个方程就成为

d2q1??12q1?0 2dt和

d2q22??q2?0 22dt这是两个独立的简谐振动的方程,因为,方程中不包含有交叉项q1q2,两个振动的频率分别是?1?g/l和?2?(g/l?2k/m)。这两个方程的通解分别是

q1?C1cos(?1t??1),q2?C2cos(?2t??2)

其中C1和C2以及?1和?2分别是积分常数,由初始条件决定。这是两个独立的简谐振动,故特别地称变量q1和q2为简正坐标(normal coordinates),而?1和。 ?2为简正频率(normal frequencies)


第七章 振动质点组力学(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑
搜索更多关于: 第七章 振动质点组力学(2) 的文档
相关推荐
相关阅读
× 游客快捷下载通道(下载后可以自由复制和排版)

下载本文档需要支付 10

支付方式:

开通VIP包月会员 特价:29元/月

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信:xuecool-com QQ:370150219