ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

Σχετικά έγγραφα
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 1. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

α. φ Α < φ Β, u A < 0 και u Β < 0. β. φ Α > φ Β, u A > 0 και u Β > 0. γ. φ Α < φ Β, u A > 0 και u Β < 0. δ. φ Α > φ Β, u A < 0 και u Β > 0.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 1. Σταύρος Παπαϊωάννου

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

β. Το πλάτος της σύνθετης ταλάντωσης είναι : Α = (Α 1 ² + Α 2 ² + 2 Α 1 Α 2 συν φ) (φ = π rad) Α = (Α 1 ² + Α 2 ² + 2 Α 1 Α 2 συν π) Α = [Α 1 ² + Α 2

απόσβεσης, με τη βοήθεια της διάταξης που φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Η σταθερά του ελατηρίου είναι ίση με k = 45 N/m και η χρονική εξίσωση της

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 16/2/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ A ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι

ΛΥΣΕΙΣ. Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Εξαναγκασμένη Ταλάντωση. Αρμονική Φόρτιση

0,4 2 t (όλα τα μεγέθη στο S.I.). Η σύνθετη ταλάντωση περιγράφεται (στο

1. Η απομάκρυνση σώματος που πραγματοποιεί οριζόντια απλή αρμονική ταλάντωση δίδεται από την σχέση x = 0,2 ημ π t, (SI).

Α = 0,6 m A = 0,3 m ω - ω t = 4π t ω ω = 8π rad/s () και ω + ω t = 500π t ω + ω = 000π rad/s () () + () ω = 008π ω = 504π rad/s και ω = 000π 504π = 49

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 8. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση χωρίς να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Μαθηματικά Γενικής Παιδείας Κεφάλαιο 1ο Ανάλυση ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

Περιεχόμενα μεθόδευση του μαθήματος

Για την τοπική μελέτη μιας συνάρτησης f ενδιαφέρον έχει η συμπεριφορά της συνάρτησης γύρω απο κάποια θέση x 0

7. Αν υψώσουμε και τα δύο μέλη μιας εξίσωσης στον κύβο (και γενικά σε οποιαδήποτε περιττή δύναμη), τότε προκύπτει

Physics by Chris Simopoulos. rad. rad. 10 β) Είναι Α=0,4 m και 0,4 10. Η χρονική εξίσωση της απομάκρυνσης είναι ) 3 U U 3

τα βιβλία των επιτυχιών

website:

Ημερομηνία: Παρασκευή 27 Οκτωβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΜΑ: Γ ΣΑΞΗ ΛΤΚΕΙΟΤ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Κεφάλαιο 0 Μιγαδικοί Αριθμοί

1. Κατά τη σύνθεση δύο ΑΑΤ, που γίνονται στην ίδια διεύθυνση και γύρω από την ίδια

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 02 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

α. Σύνδεση δύο απλών αρμονικών ταλαντώσεων ίδιας συχνότητας και ίδιας διεύθυνσης, οι οποίες

T 4 T 4 T 2 Τ Τ Τ 3Τ Τ Τ 4

1ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 3 Αυγούστου 2014 Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις. Ενδεικτικές Λύσεις. Θέµα Α

Physics by Chris Simopoulos. Η μάζα m χάνει την επαφή της όταν F=0 A 2. 2 Δεκτή η τιμή με το θετικό πρόσημο (δεύτερο τεταρτημόριο) 5 rad 5.

Εξαναγκασμένη Ταλάντωση. Τυχαία Φόρτιση (Ολοκλήρωμα Duhamel)

Εξίσωση Κίνησης Μονοβάθμιου Συστήματος (συνέχεια)

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Κεφάλαιο 1: Κινηματική των Ταλαντώσεων

Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

Διαγώνισμα Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

Τηλ./Fax: , Τηλ: Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης 3, 1

Παραρτήματα. Παράρτημα 1 ο : Μιγαδικοί Αριθμοί

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Θέμα 1 ο (Μονάδες 25)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 2: Στοιχειώδη Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

α. Ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή σε ενέργεια μαγνητικού πεδίου

1.4. Σύνθεση Ταλαντώσεων. Ομάδα Β

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Ενότητα 3&4: ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

1ο ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Τετάρτη 12 Αυγούστου 2015 Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις. Ενδεικτικές Λύσεις - Οµάδα Α.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ. Φυσική Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ. D = mω 2

Δυναμική Μηχανών I. Επίλυση Προβλημάτων Αρχικών Συνθηκών σε Συνήθεις. Διαφορικές Εξισώσεις με Σταθερούς Συντελεστές

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να μελετήσετε ως προς τη μονοτονία και τα ακρότατα τις παρακάτω συναρτήσεις: f (x) = 0 x(2ln x + 1) = 0 ln x = x = e x =

Φυσική (Ε) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 2: Θεωρία ταλαντώσεων (Συνοπτική περιγραφή) Αικατερίνη Σκουρολιάκου. Τμήμα Ενεργειακής Τεχνολογίας

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ & ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ A ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ : ΠΑΛΑΙΟΛΟΓΟΥ ΠΑΥΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΛΥΣΕΙΣ. Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

1. Πηγή αρμονικών κυμάτων συχνότητας 5 Hz εξαναγκάζει το άκρο Ο ενός γραμμικού ελαστικού μέσου, το

Υπολογισμός της σταθεράς ελατηρίου

12. ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ Α ΒΑΘΜΟΥ. είναι δύο παραστάσεις μιας μεταβλητής x πού παίρνει τιμές στο

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) 2ο set - μέρος Α - Απαντήσεις ΘΕΜΑ Β

Φυσική Ο.Π. Γ Λυκείου

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21/10/12

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ & ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ : ΠΑΛΑΙΟΛΟΓΟΥ ΠΑΥΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 9. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΚΑΙ ΔΙΕΓΕΡΣΗ

ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ - ΥΠΟ ΕΙΞΕΙΣ ΣΥΝΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

1.4. Σύνθεση Ταλαντώσεων. Ομάδα Γ.

Εναλλασσόμενο και μιγαδικοί

Μ Α Θ Η Μ Α Τ Α Γ Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

, όπου οι σταθερές προσδιορίζονται από τις αρχικές συνθήκες.

Συνέχεια συνάρτησης σε διάστημα. Η θεωρία και τι προσέχουμε. x, ισχύει: lim f (x) f ( ).

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.1: ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ) 1ο σετ - Μέρος Β ΘΕΜΑ Β

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος (συνέχεια)

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΣΤΕΛΛΑΝΩΝ ΜΕΣΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑ

ΑΠΟΛΥΤΗ ΤΙΜΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ- ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 5. Το Συμπτωτικό Πολυώνυμο

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ (23 ΠΕΡΙΟΔΟΙ)

Φυσική για Μηχανικούς

2 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1) ΘΕΜΑΤΑ

Φυσική για Μηχανικούς

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α ΘΕΜΑ Β. 2 cm. = Q. Q 2 = q. I 1 = ω 1 Q =

ΚΑΛΗ ΧΡΟΝΙΑ. b. x = 5ημ10πt (S.I.). c. x = 5ημ(10πt+π) (S.I.). d. x = 15ημ10πt (S.I.). ( μονάδες 5)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΘΕΩΡΙΑ. 3.1 Τριγωνομετρικοί Αριθμοί Γωνίας

στη θέση 1. Κάποια χρονική στιγμή μεταφέρουμε το διακόπτη από τη θέση 1 στη

ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΧΩΡΙΣ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΑΣΚΗΣΗ 6.1

Φίλη μαθήτρια, φίλε μαθητή,

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 6: ΜΗ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΟ ΟΡΙΟ ΣΤΟ

Transcript:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ Μαθηματικά Σταύρος Παπαϊωάννου Ιούνιος 5

Τίτλος Μαθήματος Περιεχόμενα Χρηματοδότηση... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Σκοποί Μαθήματος (Επικεφαλίδα ).. Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Περιεχόμενα Μαθήματος (Επικεφαλίδα )Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Τίτλος Κεφαλαίου (Επικεφαλίδα )Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης.. Τίτλος Παραγράφου (επικεφαλίδα )Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης... Επικεφαλίδα 3... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εισαγωγή κειμένου... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 3 Χρήση Πινάκων... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 4 Φωτογραφίες - Σχήματα... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 4. Φωτογραφία ή σχήμα σε ολόκληρο το πλάτος της σελίδαςσφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 4. Φωτογραφία σε μέρος της σελίδας παράλληλα με το κείμενοσφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης.

4.4 Ο συντονισμός Όπως είναι φανερό ο όρος που μας απασχολεί ιδιαίτερα είναι αυτός που περιγράφει την παραμένουσα κίνηση. Ιδιαίτερα μελετούμε το πλάτος μ της κίνησης αυτής, η οποία παραμένει αναλλοίωτη όσον καιρό συνεχίζει να επενεργεί η εξωτερική δύναμη f(t). Οι τιμές των παραμέτρων k και c της λάμας, καθώς και η μάζα που έχει πακτωθεί στο άκρο της, καθορίζουν τις δύο κυκλικές συχνότητες ω και ω. Στη συνέχεια θα αναζητήσουμε την επίδραση στην τιμή του πλάτους μ, η τιμή της συχνότητας ω f της εξωτερικής δύναμης. Για το λόγο αυτό καθορίζουμε την παράμετρο λ: λ = f λ< όταν ω f <ω λ> όταν ω f >ω λ= όταν ω f =ω μ = ( m f ) f (c / m) = m ( ) (c / m) = = ( m ) 4 επειδή ξ = c/mω Το πλάτος μ της ταλάντωσης εξαρτάται από το λ. Μεγιστοποιείται όταν ο παρονομαστής γίνεται ελάχιστος. Αναζητούμε λοιπόν την τιμή του λ που ελαχιστοποιεί την υπόρριζη ποσότητα του μ, την: Φ(λ) = (-λ ) +4ξ λ = λ 4 + (4ξ -)λ + Αυτό θα συμβαίνει στο σημείο όπου μηδενίζεται η παράγωγος της Φ(λ): Φ (λ) = 4λ 3 + (4ξ - )λ= λ 3 (-ξ )λ = λ(λ - (-ξ )) = με ρίζες () : λ = και λ =, από τις οποίες κρατούμε μόνο την θετική ρίζα. Τοποθετώντας την στην έκφραση του μ έχουμε: μ = c Παρατηρούμε πως το μέγιστο πλάτος μ παρατηρείται για την τιμή του λ: () Η Φ πολυωνυμική συνάρτηση 4 ου βαθμού με θετικό το συντελεστή του λ 4, που παρουσιάζει επομένως ένα τοπ. μέγιστο (στο λ=) και δύο ελάχιστα. ii

λ = όταν δηλαδή το λ είναι κοντά στη μονάδα. Στον επόμενο πίνακα παρατηρούμε την τιμή του λ σαν συνάρτηση της τιμής του ξ. Για τα ξ που μας ενδιαφέρουν (,5 < ξ <, ) παρατηρούμε πως το λ είναι πολύ κοντά στο. ξ=,3,,,5,, λ=,95539,95966,989949,997497,9999,999999 Στην επόμενη γραφική παράσταση παρατηρούμε το πλάτος μ σαν συνάρτηση του λ, για τα πρώτα 4 ξ του προηγούμενου πίνακα (ξ=.3,.,. και.5). Γίνεται φανερό πως το πλάτος μεγιστοποιείται όταν το λ είναι κοντά στο (ακριβέστερα μεγιστοποιείται στα λ του προηγούμενου πίνακα). p, ξ=,3 ξ=, ξ=, ξ=,5,5 3 λ Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται συντονισμός. Παρατηρούμε πως το φαινόμενο του συντονισμού έχει να κάνει με την ταύτιση της ιδιοσυχνότητας της κατασκευής μας με τη συχνότητα της εξωτερικής δύναμης. Εάν επομένως δεν έχουμε καμία πληροφορία για την κυκλική συχνότητα της εξωτερικής δύναμης δεν μπορούμε να κάνουμε τίποτε για να αποφύγουμε το συντονισμό. Μπορούμε όμως να μετριάσουμε την ένταση του φαινομένου, μεγαλώνοντας τον συντελεστή ιξώδους απόσβεσης (c), το οποίο αυξάνει την τιμή του ξ και μειώνει κατά πολύ το πλάτος της παραμένουσας ταλάντωσης κατά τον συντονισμό iii

Παραδείγματα:,3 ξ=,3 et λ=,4,, 3 4 5 -, -, s(hom) s(part) s(t),3 ξ=,5 et λ=,4,, 3 4 5 -, -, s(hom) s(part) s(t) iv

,5 ξ=,5 et λ=,4,5,5 -,5 3 6 9 5 -,5 -,5 s(hom) s(part) s(t),5 ξ=, et λ=,5,5 -,5 3 6 9 5 -,5 -,5 s(hom) s(part) s(t) v

,8 ξ=, et λ=,6,4, -, 3 6 9 5 -,4 -,6 -,8 s(hom) s(part) s(t) 4.4 Παραδείγματα ο Παράδειγμα: Λάμα μεταλλική με δεδομένα m(kgr), k(kgr/sec ), c(kgr/sec) και μηδενικές αρχικές συνθήκες. Η δύναμη που ασκείται δίνεται από τη σχέση: Λύση: για <t<t f(t) = - για t <t<t για t>t Η δ.ε. του προβλήματος: - f(t) t Η δύναμη f(t) t t m s cs ks f( t) c f(t) s s s όπου ω = m m k m vi

c Η χαρακτηριστική εξίσωση της ομογενούς δ.ε.: r r με ρίζες: m c m c c m, i i r 4m όπου χρησιμοποιήσαμε τις σχέσεις: c κρ = mω (η τιμή του c που μηδενίζει τη διακρίνουσα Δ) ξ = c c c m ω = ω Η γενική λύση της ομογενούς της πλήρους υπό τη μορφή: s ο (t,,φ) = e -ωξt συν(ω t-φ) ενώ αναζητούμε μερική λύση s μ (t) = α (πολυώνυμο μηδενικού βαθμού όπως και η f(t)) την οποία αντικαθιστούμε στην δ.ε. και βρίσκουμε: ω α = <t<t /m για οπότε <t<t α = /(mω ) για Επομένως η γενική λύση της πλήρους δ.ε. είναι η: s(t,,φ) = e -ωξt συν(ω t-φ) με ταχύτητα: m v(t,,φ) = -ω ξe -ωξt συν(ω t-φ) ω e -ωξt ημ(ω t-φ) (i) Περίπτωση η: <t<t. Υπολογίζουμε τη μερική λύση της δ.ε. σύμφωνα με τις δοσμένες αρχικές συνθήκες s()= και v()=, τις οποίες αντικαθιστούμε στις σχέσεις της θέσης και της ταχύτητας (παίρνοντας το πρόσημο (+) για τον σταθερό όρο): = συν(-φ) + /mω = συν(φ) + /mω = ω ξσυν(-φ) ω ημ(-φ) = ω ξσυν(φ) + ω ημ(φ) απ όπου έχουμε: και m m m vii

οπότε: φ = Τοξεφ = ta - και m Η λύση αυτή θα λειτουργήσει μέχρι τη χρονική στιγμή t, κατά την οποία η θέση και η ταχύτητα της λάμας θα δίνεται από τις σχέσεις: s = s(t ) και v = v(t ) οι οποίες αποτελούν και την αρχική συνθήκη για το νέο (δεύτερο) σκέλος της συνάρτησης που περιγράφει τη δύναμη f(t). (ii) Περίπτωση η: t <t<t. Από τη στιγμή t και πέρα, η εξωτερική δύναμη f(t) αλλάζει πρόσημο, οπότε η συνάρτηση θέσης λειτουργεί με το πρόσημο (-) στο σταθερό όρο, ενώ πρέπει να ξαναϋπολογιστούν οι τιμές των σταθερών και φ για τις νέες αρχικές συνθήκες: s = s(t ) και v = v(t ). Παίρνουμε λοιπόν τη γενική λύση s(t,,φ) = e -ωξt συν(ω t-φ) m της οποίας η παράγωγος είναι ακριβώς όμοια με την προηγούμενη περίπτωση, και αντικαθιστούμε τις αρχικές συνθήκες: απ όπου προκύπτουν οι σχέσεις: s = e -ωξt συν(ω t -φ) m v = -ω ξe -ωξt συν(ω t -φ) ω e -ωξt ημ(ω t -φ) και απ όπου έχουμε: ( s t m ) e ( t t s ) v m viii

t s v m Οι προηγούμενοι τύποι για τη συνάρτηση θέσης και την ταχύτητα, συνδυασμένοι με τις τιμές των αυθαίρετων σταθερών ( και φ) που μόλις υπολογίσαμε, λειτουργούν από τη χρονική στιγμή t έως την στιγμή t. Η θέση και η ταχύτητα τη στιγμή t δίνονται από τις σχέσεις: s =s(t ) και v =v(t ) οι οποίες αποτελούν και την αρχική συνθήκη για το νέο (τρίτο) σκέλος της συνάρτησης που περιγράφει τη δύναμη f(t). (iii) Περίπτωση 3 η: t>t. Από τη στιγμή t και πέρα, η εξωτερική δύναμη μηδενίζεται. Άρα η δ.ε. που περιγράφει την κίνηση από το χρονικό αυτό σημείο και πέρα είναι η ομογενής δ.ε., της οποίας η γενική λύση δίνεται από τη σχέση: με συνάρτηση ταχύτητας s ο (t,,φ) = s(t,,φ) = e -ωξt συν(ω t-φ) v(t,,φ) = ω ξe -ωξt συν(ω t-φ) ω e -ωξt ημ(ω t-φ) Αντικαθιστώντας τις αρχικές συνθήκες έχουμε: s = e -ωξt συν(ω t -φ) v = ω ξe -ωξt συν(ω t -φ) ω e -ωξt ημ(ω t -φ) απ όπου προκύπτουν οι σχέσεις: οπότε se ( t t ) t και s s ( t ) v v s s Η γραφική παράσταση της συνολικής συνάρτησης θέσης (και για τα τρία σκέλη της f), καθώς και η αντίστοιχη ταχύτητα φαίνονται στις παρακάτω γραφικές παραστάσεις για δύο διαφορετικές τιμές του ξ: ix

, s(t),5,,5 -,5 4 6 8 -, -,5 -, -,5,4 v(t),3,, -, 4 6 8 -, -,3 -,4 Στα διπλανά γραφήματα έχει επιλεγεί η τιμή: ξ =,5 Παρατηρούμε πως μετά την αρχική δύναμη (θετικό τμήμα της f), η λάμα τείνει να σταθεροποιηθεί στη θέση s(t)=,. Αυτό συμβαίνει διότι ισχύει: m, Όμοια από το t (=3) και μετά μεταφέρεται σε α- ρνητικά s και τείνει να σταθεροποιηθεί στο s(t)=-, Τέλος όταν μηδενίζεται η εξωτερική δύναμη, η λάμα τείνει να σταθεροποιηθεί στο κέντρο ισορροπίας s(t)=. Σε κάθε τέλος του σκέλους όπου η λάμα τείνει να σταθεροποιηθεί, η ταχύτητα της κίνησης τείνει προς το μηδέν. Η σταθεροποίηση είναι πολύ γρηγορότερη στο παρακάτω παράδειγμα, όπου η τιμή του συντελεστή απόσβεσης είναι διπλάσια: ξ =,,,5 s(t),,5 -,5 4 6 8 -, -,5 -, -,5 x

,4,3 v(t),, -, 4 6 8 -, -,3 -,4 ο Παράδειγμα: Έστω η διπλανή αβαρής μεταλλική λάμα πακτωμένη στο κάτω άκρο ενώ στο άνω υπάρχει μάζα m=. Δίνονται οι συντελεστές ελαστικής επαναφοράς και απόσβεσης k= και c=. Δίνεται τέλος η εξωτερική δύναμη f(t) = ημ(t) Να γραφεί η δ.ε. της κίνησης. Ζητούνται (i) η γενική λύση της δ.ε. και (ii) η μερική λύση που αντιστοιχεί σε μηδενικές αρχικές συνθήκες (για ευκολία πάρτε πως ω =ω=): s() = s () = Υπολογίστε τις παραμέτρους ω, c κρ, ξ, ω, και λ. Για ποια τιμή της εξωτερικής συχνότητας ω f έχουμε συντονισμό; Τα παρακάτω διαγράμματα αντιστοιχούν σε ω f =.5, και 3. Αιτιολογείστε τη σωστή αντιστοιχία.. s(t). s(t). s(t).6.6.6 -.6 3 -.6 3 -.6 3 -. -. -. Σχ. ο Σχ. ο Σχ.3 ο xi

Λύση: ) Κατάστρωση της δ.ε.: Θέτοντας s(t) τη συνάρτηση θέσης του άνω άκρου της λάμας, όπου είναι πακτωμένη η μάζα m, έχουμε: a= s(t ) F = ma όπου και F η συνισταμένη όλων των δυνάμεων που ενεργούν πάνω στη μάζα m. F = F ελαστ. επαναφοράς + F απόσβεσης + F εξωτερική = -ks - c s (t) + ημt οπότε καταλήγουμε στη δ.ε. που περιγράφει την κίνηση της μάζας m: c k m s(t) cs ks t s s s t m m m Θέτοντας m=, k= και c= έχουμε: ) Γενική λύση της δ.ε.(): s,s s, t () α) Αρχικά υπολογίζουμε τη γενική λύση της αντίστοιχης ομογενούς με χαρακτηριστική εξίσωση και ρίζες ρ, = και γενική λύση:,,4 4 s o s,s s ρ +,ρ+ =, (t,, ) e 99 i,,99487 i, i,t (t ) Στο ίδιο συμπέρασμα θα φθάναμε εάν χρησιμοποιούσαμε τον τύπο: όπου s o (t,, ) e t ( t ) k, c m c,,, m c,995 β) Αναζήτηση μιας μερικής λύσης της (), υπό τη μορφή: s μ (t) = Aημt + Bσυνt xii

οπότε με αντικατάσταση στην () s μ (t) = Aσυνt Bημt μ (t) = 4A ημt 4Bσυνt s [ 4A ημt 4Bσυνt] +,[Aσυνt Bημt] + [Aημt + Bσυνt] =,ημt απ όπου προκύπτει το σύστημα: ημt[ 4A,4B+A] + συνt[ 4B+,4A+B] =,ημt 3A,4B =, Β = /9 Β =,4367 3B+,4A = Α = 7,5Β Α =,375 Στη συνέχεια, με τριγωνομετρικές πράξεις μετατρέπουμε το άθροισμα σε μια απλή ημιτονοειδή έκφραση: Aημt + Bσυνt = A B A B t t A B A B (t) (t) (t ) όπου A B, 37549 και εφ(θ) = Α/Β = 7,5 Επειδή όμως τα Α και Β είναι αρνητικά, συμπεραίνουμε πως η γωνία θ βρίσκεται στο 3 ο τεταρτημόριο, οπότε θα πρέπει στην τιμή που μας αποδίδει το Τοξεφ να προσθέσουμε (ή να αφαιρέσουμε) το π:,4384 4,5798 ra άρα s μ (t) = Aημt + Βσυνt =,375ημt,43668συνt = = μ συν(t-θ) =,334συν(t 4,5798) γ) Γενική λύση της (): s(t,,φ) = s o (t,, ) s (t) e ( t ) (t ),t () δ) Μερική λύση της (), με βάση τις αρχικές συνθήκες: Αρχικά υπολογίζουμε την παράγωγο της s(t): s (t),e,t ( t ) e,t ( t ) (t ) s() = s () = = συν( φ) + μ συν( θ) =,συν( φ) ω ημ( φ) μ ημ( θ) xiii

ή διαιρώντας με το μ Q Άρα έχουμε για τις αυθαίρετες σταθερές: ( ) ( ) =, μ συν( θ)+ω μ συν( θ)εφ(-φ) μ ημ( θ) =,συν( θ)+ω συν( θ)εφ(-φ) ημ( θ) ( ), ( ) ( ), To ( ) και =,336396 =,4467 3) Υπολογίζουμε στη συνέχεια τη συχνότητα της εξωτερικής δύναμης για την οποία έχουμε το φαινόμενο του συντονισμού: f,98995 Παρατηρούμε επομένως πως έχουμε συντονισμό όταν η συχνότητα της εξωτερικής δύναμης γίνεται (πρακτικά) ίση με την ιδιοσυχνότητα (ω) της κατασκευής. Όσο λοιπόν η ω f πλησιάζει τη μονάδα, τόσο το πλάτος της παραμένουσας κίνησης θα μεγαλώνει. Άρα το ο γράφημα αντιστοιχεί στο ω f =,5, το ο με το πολύ μικρό πλάτος ταλάντωσης στο ω f = 3 και το 3 ο στο ω f = (με ενδιάμεσο πλάτος παραμένουσας ταλάντωσης). Στο ίδιο συμπέρασμα θα μπορούσαμε να οδηγηθούμε παρατηρώντας τις συχνότητες των παραμενουσών κινήσεων σε από τα τρία γραφήματα. Γνωρίζουμε πως η κυκλική συχνότητα της παραμένουσας κίνησης θα είναι ίση με την κυκλική συχνότητα της εξωτερικής δύναμης, όπως επίσης γνωρίζουμε πως η κυκλική συχνότητα μιας περιοδικής συνάρτησης ισούται με τον αριθμό των κύκλων που λαμβάνουν χώρα σε ένα διάστημα (χρονικό εδώ) μήκους π. 3 ο Παράδειγμα: Σε μονοβάθμιο ταλαντωτή, χωρίς απόσβεση, με m=, k=8 και c=, επιδρά η δύναμη: F εξωτ. = ημ(t). Ζητούνται:. Οι μονάδες των συντελεστών k και c, εάν η μάζα μετριέται σε Kg.. Η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης της κίνησης. 3. Η μερική της λύση που αντιστοιχεί σε μηδενικές αρχικές συνθήκες. 4. Η γραφική παράσταση της παραμένουσας κίνησης. xiv

Λύση:. Οι μονάδες: m Kg Kg F. Kg ku m k sec sec sec m Kg m Kg F.. Kg cu c sec sec sec sec. Γενική λύση της δ.ε.: mu cu ku f( ft) u 8u (t) () (i) Γενική λύση της αντίστοιχης ομογενούς: u 8u, με χαρακτηριστική i εξίσωση: r + 4 = και ρίζες: r, = u (t,, ) (t ) (ii) Υπολογισμός μιας μερικής λύσης: Παρατηρούμε πως η εξωτερική δύναμη που εξασκείται στην μάζα m του μονοβάθμιου ταλαντωτή είναι περιοδική, με κυκλική συχνότητα ω f =, ενώ η χαρακτηριστική εξίσωση της αντίστοιχης ομογενούς δ.ε. έχει τις φανταστικές ρίζες: i (η χ.ε. έχει φανταστικές και όχι μιγαδικές ρίζες μόνον όταν η απόσβεση είναι μηδενική). Επομένως η μερική λύση που αναζητείται θα είναι της μορφής: u (t) t At Bt u (t) At Bt t At Bt u (t) At Bt t 4At 4Bt τις οποίες αντικαθιστούμε στην (): At Bt t 4At 4Bt 4t At Bt t 4At 4Bt t απ όπου προκύπτει: Α = και Β = -/4. Άρα: (iii) Γενική λύση της (): u (t) t 4t 4 u(t,, ) u (t,, ) u (t) (t ) t t 4 3. Μερική λύση για μηδενικές αρχικές συνθήκες: xv

u(t,, ) (t ) tt 4 u(t,, ) (t ) t tt 4 όπου αντικαθιστούμε τις αρχικές συνθήκες: ( ) tt 4 (t ) t tt 4 ( ) ( ) 4 όπου από την η προκύπτει -φ = π/ και με αντικατάσταση στη η : =-/8. Άρα η μερική λύση της δ.ε. (): u(t) t tt 8 4 4. Στην ειδική αυτή περίπτωση συντονισμού, ενός ταλαντωτή με μηδενική απόσβεση εμφανίζονται δύο ιδιαίτερα φαινόμενα: Αρχικά, η μεταβατική κίνηση δεν είναι μεταβατική αλλά παραμένουσα, μια και δεν υπάρχει απόσβεση. Επιπλέον, στην παραμένουσα υπάρχει ο παράγοντας t που πολλαπλασιάζει το συνημίτονο, με αποτέλεσμα να αυξάνεται διαρκώς το πλάτος ταλάντωσης. Όλα αυτά γίνονται φανερά στο επόμενο γράφημα: xvi