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Oscilador amortiguado

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  • 1r ciclo Oscilador amortiguado

    Buenas tardes, alguien me podria ayudar a planetar este ejercicio.

    Sea un cuerpo de masa m= 1 kg en un oscilador amortiguado unidimensionalde constante elástica k= 4 N/m y factor de amortiguamiento β= 1 s-1
    a) Hallar la posición de equilibrio y la solución en la ecuación de movimiento asumiendo que sobre el cuerpo se ejerce una fuerza adicional constante F0= 4N asumiendo que inicialmente se sitúa en x= 0 con velocidad nula.
    (b) Comprobar hasta que punto es buena aproximación asumir que en t=τ= 60s la partícula se encuentra estática en la posición de equilibrio.
    (c) Suponer ahora que en t=τ= 60 s se deja de ejercer dicha fuerza externa.Calcular la solución de la ecuación de movimiento entre τ y 2τ imponiendo como condiciones en τ las del apartado (b).
    (d) Utilizando los apartados anteriores demostrar que para una fuerza periódica: F={4N(2n+ 1)τ > t >2nτ, 0 (2n+ 2)τ > t >(2n+ 1)τ con n⊂Z con las condiciones iniciales anteriores, la solución viene dada enlos respectivos intervalos de tiempo anteriores por (S.I.):x(t) ={1−2√3e−(t−2πτ)cos(√3(t−2nτ)−π/6), 2√3e−(t−(2n+1)τ)cos(√3(t−(2n+ 1)τ)−π/6).

  • #2

    para a) resuelve el caso estático, preguntate cuanto se mueve el punto de equilibrio del oscilador cuando aplicas la fuerza de 4N sobre un resorte de constante k=4N/m ... sera acaso un metro?
    luego que se ha corrido el punto de equilibrio el oscilador se moverá del mismo modo que si no estuviera la fuerza , es decir oscila en el nuevo punto de equilibrio.
    b) si t=\tau sea cual fuere el tiempo t , es sistema no esta estático ya que

    la amplitud en ese momento sera tiene que ser mucho mayor t respecto de para que a simple vista el movimiento parezca haberse detenido

    c) hay dos casos puesto que en la posición de equilibrio la velocidad no es nula,y no se indica si la fuerza tenial el mismo sentido o no que la velocidad en el momento de dejar de ejercerla

    si tenia el mismo sentido la amplitud crece en un metro (es el que has calculado en a)

    en sentido opuesto la amplitud decrece en un metro,


    sea lo que quede de amplitud oscilara amortiguadamente otros 60 s en los primeros 60s la amplitud se redujo a un 36% de lo original, le sumas o resta segun convengas por lo dicho anteriormente para tener una nueva amplitud y en otros 60 segundos la amplitud final será solo del 36% de esta nueva.

    d) ni me animo, pero cuentanos que has intentado.

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