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発振器速度発振器の質量と周期の位置を与えられたときの振幅は何ですか?

質量、周期、位置、速度のみを使用して、発振器の振幅を決定することはできません。これがあなたが必要とする理由とものです:

振動を理解する

スプリングの質量のような発振器は、定期的な動きを受けます。重要なプロパティは次のとおりです。

* 振幅(a): 平衡位置からの最大変位。

* 期間(t): 振動の1つの完全なサイクルにかかる時間。

* 周波数(f): 毎秒サイクル数(f =1/t)。

* 質量(m): 振動オブジェクトの質量。

* スプリング定数(k): 春の場合、これは春の剛性を決定します。

不足しているピース:スプリング定数(k)

これらのプロパティ間の関係は、次の方程式で説明されています。

* 角度周波数(ω): ω=2πf=2π/t

* ω、m、およびk:の関係 ω²=k/m

振幅を計算する方法

1。角周波数(ω)を見つけます: ω=2π/t(期間があります)。

2。スプリング定数(k):を見つけます k =mΩ²(質量とωがあります)。

3。振幅、速度、角周波数の関係を使用してください:

* 最大変位(振幅)で、速度はゼロです: v =0

* 平衡位置では、速度は最大です: v_max =aω

例:

0.5 kgの質量、1秒の期間があり、発振器は速度がゼロの最大変位(振幅)にあるとしましょう。

1。ω=2π/t =2π/1 =2πrad/s

2。 k =mΩ²=0.5 kg *(2πrad/s)²≈19.74n/m

3。最大変位で速度はゼロなので、振幅は現在の位置です。

結論

振幅を決定するには、スプリング定数(k)またはオシレーターのエネルギーに関する追加情報が必要です。 質量、周期、位置、速度のみを使用して振幅を計算することはできません。

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