簡諧運動微分方程怎麼解,簡諧運動的微分方程是怎麼得到的?

時間 2021-08-30 10:42:41

1樓:匿名使用者

本題的解題過程如下:

1、無阻尼的簡諧自由運動的微分方程:

mx''+kx=0 (1)

2、初始條件:

x(0)=x0 x'(0)=x'0 (2)(1)的特徵方程:ms^2+k=0 (3)解出: s1=(k/m)^0.

5 s2=-(k/m)^0.5 (4)3、(1)的通x(t)=c1e^(s1t)+c2e^(s2t) (5)

根據(2)-> c1+c2=x0

c1s1+c2s2=x'0

4、解出c1,c2,代入s1,s2 就可以得到(1)的通解5、對於強迫振動,方程為: mx''+kx=f(t) (6)其解法是:先找出(6)的特解,再與(5)相加,就是(6)的通解.

2樓:angela韓雪倩

用牛頓第二定律列方程:

f=ma

其中f為彈力,遵守胡克定律f=-kx,x為位移;m為質量,式中為常數;a為x的二階導數。即:

-kx=m(d²x/dt²)

(d²x/dt²)+(k/m)x=0

其特徵方程為:r²+(k/m)=0

解得特徵根為:±√(k/m)i………………i為虛數單位故微分方程的通解為:

acos[t√(k/m)]+bsin[t√(k/m)]………………a和b為任意常數,由初始位置和速度決定

或者寫成單三角函式的形式:

acos(ωt+φ)………………其中ω=√(k/m)如果質點的位移與時間的關係遵從正弦函式的規律,即它的振**像(x-t影象)是一條正弦曲線。

3樓:

錯了,特徵方程的解是一對共軛復根

簡諧運動的微分方程是怎麼得到的?

4樓:璩馳綦朗

令p=dx/dt,那麼:d²x/dt²=dp/dt=(dp/dx)(dx/dt)=pdp/dx代入原方程得到:pdp/dx=-9xpdp=-9xdx兩邊積分得到:

p²=c-9x²………………c為任意常數,需要根據初始條件求解dx/dt=p=√(c-9x²)上式顯然可以分離變數來求解,但結果與c有關,這裡缺少初始條件只好略去了。

5樓:白se星空

牛頓運動定律f=ma

又f為正比恢復力有f=-kx

又有a=d^2x / dt^2

帶入第一個式子就可以得到-kx= m * d^2x / dt^2書上為了簡化運算令k/m=ω^2

解這個微分方程可以看做二階線性常係數齊次微分方程,直接求其特徵方程也可以看做缺x,y'型的微分方程,利用間接換元法進行求解

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