TAILIEUCHUNG - Một số bài toán biên của phương trình vật lý toán

3. Tìm các dao ñong bé c$a dây chiêu dài l ( 0 ≤ x ≤ ℓ ) v&i các mút gan chat nêu ? thNi ñiem ñâu tiên dây ? tr'ng thái yên nghU và mot ño'n (a,b) c$a nó ( 0 | MỘT SỐ BÀI TOÁN BIÊN CỦA PHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ TOÁN Phương pháp tách biến giải các bài toán biên cho phương trình dao động 1. Bài toán dao động của dây với hai mút x 0 và x l cột chặt 1. Dao động tự do của dây với hai mút x 0 và x l cột chặt Phương trình dao động utt a2uxx 0 x l t 0 1 Điều kiện biên u 0 t u l t 0 2 Điều kiện đầu u x 0 ọ x ut x 0 v x 3 Giải Ta tìm nghiệm của phương trình 1 dưới dạng u x t X x T t . Thay biểu thức này vào XTx TTt phương trình 1 ta được phương trình X x T t a X x T t -X2. Từ đó ta X x a2T t tìm được các phương trình cho các hàm X x và T t như sau T t a 2X 2T t 0 4 X x X2 X x 0 5 Từ điều kiện biên 2 ta có u 0 t X 0 T t 0 X 0 0 u l t X i t t 0 X I 0 Nghiệm tổng quát của phương trình 5 có dạng X x C1 cos Xx C2 sin Xx Từ điều kiện X 0 0 C1 0 Từ điều kiện X l 0 XC2 sin XI 0 XI nn n 1 2 . . Từ đó ta nhận được X Xn nn 6 chọn C2 1 ta được Xn x sin nỊx 7 Khi X Xn phương trình 4 trở thành T t a 2X 2T t 0 Nghiệm tổng quát của phương trình J í . . 7 nnat . nnat này có dạng Tn t an cos aXnt bn sin aXnt an cos I bn sin I 8 . Như vậy nghiệm tổng quát của phương trình 1 thoả mãn điều kiện biên 2 có dạng nnat . . nnat a cos b sin -n 1 L Từ điều kiện đầu 3 và biểu thức 9 cho u x t ta có u x 0 an sin p x n 1 1 E nna. . nnx bsin-n 0 1 2 r . I ỉ 2 x sin l _ 2 f X nnx -----ỉ 4 x sin dx Thay các biểu thức tìm được của an bn vào 9 ta nhận được nghiệm của bài toán cần tìm . Các bài tập áp dụng 1. Tìm các dao động ngang của dây gắn chặt tại hai mút x 0 x l nếu vận tốc ban đầu bằng không và dạng ban đầu của dây là một cung parabol đối xứng với đường vuông góc qua trung điểm của dây. u x t E . nnx . sin 9 l 10 l 4 x 11 Từ 10 và 11 ta tìm được an bn l nnx dx l AÍ. 32h 1 2k 1 nat . 2k 1 nx ĐS u x t - TƯ - 2. Một dây chiều dài l được gắn chặt tại các mút x 0 x l. Điểm x c xủa nó được kéo lên 1 khỏi vị trí cân bằng một đoạn h nhỏ và lúc t 0 dây được thả ra không vận tốc đầu. Tìm dao động của dây ở thời điểm t 0 . ĐS u x t 2hl2 x 1 . nnc nnat . nnx o - sin cos sin .

TỪ KHÓA LIÊN QUAN
TAILIEUCHUNG - Chia sẻ tài liệu không giới hạn
Địa chỉ : 444 Hoang Hoa Tham, Hanoi, Viet Nam
Website : tailieuchung.com
Email : tailieuchung20@gmail.com
Tailieuchung.com là thư viện tài liệu trực tuyến, nơi chia sẽ trao đổi hàng triệu tài liệu như luận văn đồ án, sách, giáo trình, đề thi.
Chúng tôi không chịu trách nhiệm liên quan đến các vấn đề bản quyền nội dung tài liệu được thành viên tự nguyện đăng tải lên, nếu phát hiện thấy tài liệu xấu hoặc tài liệu có bản quyền xin hãy email cho chúng tôi.
Đã phát hiện trình chặn quảng cáo AdBlock
Trang web này phụ thuộc vào doanh thu từ số lần hiển thị quảng cáo để tồn tại. Vui lòng tắt trình chặn quảng cáo của bạn hoặc tạm dừng tính năng chặn quảng cáo cho trang web này.