180
зырылдауықтың инерция центрі шеңбер бойымен қозғалады, демек, вектор 5.34-
суретте көрсетілгендей бағытталған бұл вектор
зырылдауықтың өсімен бірге
прецессия жасайды.
Инерция центрінің қозғалыс (3.11) теңдеуінен:
sin
.
Нəтижесінде:
g
/
sin .
Егер зырылдауықтың тіреу нүктесі абсолют тегіс жазықтықта жатса, онда
зымырауық дəл осы бұрыштық жылдамдықпен прецессия жасаған болар еді, тек енді
зырылдауықтың центрі
С нүктесі арқылы өтетін вертикаль өсті айналатын болар еді.
181
6-тарау
Тербелістер
§ 6.1. Гармоникалық тербелістер
Гармоникалық тербелістердің кинематикасы
Гармоникалық тербелмелі қозғалыс деп нүкте
қозғалысының тепе-
теңдік қалпынан ауытқу шамасының синусоида немесе косинусоида
бойымен периодты түрде қайталанып отыруын айтамыз.
Егер тербелістегі нүктенің тепе-теңдік қалпынан ауытқу шамасын
арқылы белгілесек, онда осы ауытқудың уақытқа байланысты өзгеруі келесі
формуламен өрнектеледі:
cos
,
(6.1)
мұндағы,
амплитуда,
– фаза,
алғашқы фаза,
тербелістің циклдік (дөңгелек) жиілігі.
Осы жиілік
периодпен жəне
сызықтық жиілікпен келесі формула арқылы байланысқан:
2 /
2
(6.2)
Тербелістегі нүктенің тепе-теңдік қалпынан ең үлкен ауытқуын оның
амплитудасы
( ) деп атайды. Ал тербеліс периодына кері шама тербеліс
периодының жиілігі ( ) делінеді. Егер
t=0 мезетте тербелістегі нүкте
өзінің
тепе-теңдік қалпында болмаса, онда оның алғашқы фазасы
туралы
сөз болады.
Циклдік
жəне сызықтық
жиіліктердің айырмашылығына
назар аударайық:
,
, ал , Гц (герц).
(6.1)
теңдеуін
уақыт бойынша дифференциалдап,
жылдамдығын
жəне
үдеуін табамыз:
sin
cos
/2 ,
(6.3)
cos
cos
. (6.4)
Осы өрнектерден
жəне
амплитудаларына сəйкес
гармоникалық заңға сай
жылдамдық пен
үдеудің өзгеріп отыратыны
(6.1) теңдеуінің басқа шешімі болуы мүмкін, мысалы
sin
cos
, мұндағы жəне
–тұрақтылар; немесе
.
182
көрініп тұр. Жылдамдық фаза бойынша
ті ығысуын /2, ал үдеуді
ге
озып отырады, яғни үдеу
ті ығысу мен қарама-қарсы фазада болғаны.
Мұның өзі үдейдің ауытқудың бағытына қарсы екендігін көрсетеді.
Сөйтіп, гармоникалық тербелістегі нүктенің жылдамдығы тепе-теңдік
қалыптың маңына, ал үдеуі ауытқудың шеткі мəндерінде максимумге ие
болады. 6.1-суретте
0 болған жағдай үшін
,
жəне
тəуелділік
графиктері келтірілген.
(6.4) жəне (6.1) теңдеулерін
бір-бірімен салыстыра отырып, үдеу үшін
келесі өрнекті табамыз:
немесе
0.
(6.5)
(6.5)
дифференциалдық
теңдеуі
Достарыңызбен бөлісу: