Dämpad svängning

Edampadsvangn2.jpg

En kropp med massan m svänger kring sitt jämviktsläge. Den påverkas dels av en återförande kraft från fjädern:
-k·x, där k är fjäderkonstanten och x avståndet från jämviktsläget; och dels av en dämpad (friktions) kraft som är proportionell mot hastigheten: -b·x’.

Newtons andra lag (F=ma=mx’’) ger differentialekvationen:
m·x’’+b·x’+k·x=0

Simuleringen undersöker denna ekvation. Du kan välja olika värden på variablerna, och begynnelsevillkoren (x och x’’ vid t=0) väljs i fönstret till vänster. När du trycker på "»", så visas en animering av rörelsen.

Påtvingat svängning I

Eforcedgeneral.jpg

En kropp med massan m svänger kring sitt jämviktsläge. Den påverkas av tre krafter. En återförande kraft från fjädern: -k·x, där k är fjäderkonstanten och x avståndet från jämviktsläget; en dämpad (friktions) kraft som är proportionell mot hastigheten: -b·x’ ; och en yttre påtvingad kraft: A·cos(ωt).

Newtons andra lag (F=ma=mx’’) ger differentialekvationen:
m·x’’+b·x’+k·x=A·cos(ωt)

Simuleringen undersöker denna ekvation. Du kan välja olika värden på variablerna, och begynnelsevillkoren  (x och x’’ vid t=0) väljs i fönstret till vänster. När du trycker på "»", så visas en animering av rörelsen.

Du kan välja att visa den homogena lösningen ("Transient" =övergående; eftersom den homogena lösningen har en dämpningsfaktor e-r·t där r >0 och därmed bli liten när t är stort), den partikulära ("Steady State" eftersom det är den som blir kvar efter lång tid) eller den exakta lösningen.

Påtvingat svängning II

Eforcedoscilation.jpg

En kropp med massan m=1kg svänger kring sitt jämviktsläge. Den påverkas av tre krafter. En återförande kraft från fjädern: -k·x, där k är fjäderkonstanten och x avståndet från jämviktsläget; en dämpad (friktions) kraft som är proportionell mot hastigheten: -b·x’ (nedre delen av uppställningen); och en yttre påtvingad kraft genom att fjäderns hängpunkt svänger enligt h(t)=cos(ωt). Detta resulterar till en påtvingad kraft: k·h(t)= k·cos(ωt).

Newtons andra lag (F=ma=mx’’)ger differentialekvationen:
m·x’’+b·x’+k·x=k·cos(ωt)

Simuleringen undersöker den partikulära lösningen
P(t)=c·cos(ωt)+d·sin(ωt)= A·cos(ωt+φ)
(Efter lång tid dör den homogena lösningen ut eftersom den har en dämpningsfaktor:
e-rt, och kvar blir bara den partikulära lösningen).

I fönstren längst upp till höger visas A och φ som funktion av ω. Det intressanta är att vid ett visst värde på ωA=√(k/m-b2/2m2) så ökar amplituden A kraftigt. Vi har fått en resonans. Ju mindre dämpningsfaktorn b är desto mera påtagligt blir resonansfenomenet.

Du kan välja olika värden på variablerna b, k och ω. När du trycker på "»", så visas en animering av rörelsen.

Träna på att utveckla parenteser

Utveckla parenteser

Nya HTML5 simuleringar, som funkar med alla webbläsare, Startsidan finns HÄR. (Klicka på OPEN DME FOR STUDENTS för att logga in)

Logga in som gäst och klicka exempelvis:

Old → Secondary education  Algebra → Exercises-manipulating Expressions

 

Buffon’s coin

Ett golv är täckt med kvadrater med måtten 1,0 x 1,0 le. Du kastar ett mynt med en viss radie r. Vad är sannolikheten att myntet kommer att beröra kvadratens kanter?

Sannolikhets experiment

Sannolikheten för att en röd prick skall hamna innanför område S är densamma överallt. Vad är då sannolkheten för att den skall hamna i A eller B? Eller i A och B?

Tunneleffekten

Fy3QuantumMechanicsTunneling1.jpg

Du kan undersöka tunneleffekten.
OBS! Funkar det inte med Run Now! prova med Download

Vi använder cookies för att förbättra din online-upplevelse.
Genom att surfa på vår webbplats samtycker du till vår användning av cookies.

Läs mera

Jag uppdaterar min sida.

Jag är tacksam om ni kan visa tålamod!