Uniform horizontal motion: ˙X = V, ˙Y = 0
This is like a pendulum inside a car moving with uniform velocity on a horizontal
road. The equation of motion is not changed from that of a simple pendulum, but the
energy is not constant. This is because there is a force of the vehicle on the pendulum,
reacting to the motion of the pendulum itself. Small oscillations of the pendulum
have the same frequency !2 = g/l, and the energy change dE/dt lV ¨ = −mgV
is also an oscillating function with the same frequency.
• Uniform vertical motion: ˙X = 0, ˙Y = V
This is like a pendulum moving in an elevator moving with uniform velocity. The
equations of motion are unchanged, but the energy is not constant. Small oscillations
have the same frequency !2 = g/l, but now dE/dt −mgV : there is a constant
increase or decrease of energy, depending on whether the support is going up (and
energy is increasing), or down (and energy is decreasing). This can also be interpreted
as the change in gravitational potential energy due to the vertical motion.
• Horizontal periodic motion: X = X0 cos(
t), Y = 0
The equation of motion for small oscillations is l¨ + g =
2X0 cos(
t). This is a
driven oscillation, and after initial transients, the pendulum will oscillate with the
same frequency
as the support point: = 0 cos(
t), with amplitude 0 given by
the equation of motion:
l¨ + g =
2X0 cos(
t)
(−l
2 + g)0 =
2X0
0 = X0
2
g − l
2 = X0
l
2
!2
0 −
2
with !2
0 = g/l. The horizontal displacement of the pendulum with respect to the
inertial frame is x = X + l. The ratio of amplitude of the horizontal motion of the
pendulum mass, x, to the amplitude of the horizontal motion of the top, X0, is called
the “transfer function” (a function of driving frequency) of the pendulum to support
motion:
F(
) = x
X0
= X0 + l0 = X0
1 +
2
!2
0 −
2
= X0
!2
0
!2
0 −
2
If driven at low frequencies (
2 g/l), the pendulum will follow the support, with
a small angle , ans x X: the rod is almost vertical (although the maximum
pendulum displacement is larger than the top’s maximum displacement). At driving
frequencies near the natural pendulum frequency,
!0, the motion will grow very
large: the system is near “resonance”. At driving frequencies higher than !0, the
pendulum motion is out of phase with respect to the motion of the support, since
ยูนิฟอร์มแนวเคลื่อนไหว: ˙X = V, ˙Y = 0นี้เป็นเหมือนลูกตุ้มภายในรถย้าย ด้วยความเร็วสม่ำเสมอในแนวนอนเป็นถนน สมการของการเคลื่อนไหวจะไม่เปลี่ยนแปลงจากที่เป็นลูกตุ้มอย่างง่าย แต่พลังงานไม่คง ทั้งนี้เนื่องจากมีกองทัพของยานพาหนะบนลูกตุ้มปฏิกิริยาการเคลื่อนที่ของลูกตุ้มเอง แกว่งของลูกตุ้มเล็กมีความถี่เดียว! 2 = g/l และพลังงานเปลี่ยนแปลง dE/dt lV เลขจด = −mgVยังมีฟังก์ชันการสั่นได้ ด้วยความถี่เดียวกัน•รูปแนวเคลื่อนไหว: ˙X = 0, ˙Y = Vนี้เป็นเหมือนลูกตุ้มที่ย้ายในลิฟท์เคลื่อนย้าย ด้วยความเร็วสม่ำเสมอ ที่สมการของการเคลื่อนไหวจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่พลังงานไม่คง แกว่งเล็กมีความถี่เดียว! 2 = g/l แต่ตอนนี้ −mgV dE/dt: มีค่าคงเพิ่ม หรือลดพลังงาน ขึ้นอยู่กับว่ามีการสนับสนุนกำลังขึ้น (และพลังงานเพิ่มขึ้น), หรือลง (และลดพลังงาน) นี้สามารถยังสามารถตีความเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ความโน้มถ่วงเนื่องจากการเคลื่อนไหวในแนวตั้ง•เคลื่อนไหวเป็นระยะแนวนอน: X = X 0 cos (t) Y = 0สมการของการเคลื่อนไหวสำหรับแกว่งเล็ก ๆ เป็น l¨ + g = 2 X 0 cos (t) โดยการขับเคลื่อนสั่น และหลังแม้แต่ผู้เริ่มต้น ลูกตุ้มจะ oscillate ด้วยการความถี่เดียวกัน เป็นจุดสนับสนุน: = 0 cos (t) กับคลื่น 0 โดยสมการของการเคลื่อนไหว:l¨ + g = 2 X 0 cos (t)(−l2 + g) 0 = 2X00 = X02g − l2 = X0l2!20 − 2with !20 = g/l. The horizontal displacement of the pendulum with respect to theinertial frame is x = X + l. The ratio of amplitude of the horizontal motion of thependulum mass, x, to the amplitude of the horizontal motion of the top, X0, is calledthe “transfer function” (a function of driving frequency) of the pendulum to supportmotion:F() = xX0= X0 + l0 = X01 +2!20 − 2= X0!20!20 − 2If driven at low frequencies (2 g/l), the pendulum will follow the support, witha small angle , ans x X: the rod is almost vertical (although the maximumpendulum displacement is larger than the top’s maximum displacement). At drivingfrequencies near the natural pendulum frequency, !0, the motion will grow verylarge: the system is near “resonance”. At driving frequencies higher than !0, thependulum motion is out of phase with respect to the motion of the support, since
การแปล กรุณารอสักครู่..
