Свободные затухающие колебания
Модель свободных затухающих колебаний, согласно рисунку 8, включает демпфер 2, а сила, выводящая из состояния покоя, мгновенно приложена к телу и колебания происходят вне воздействия этой силы.
Уравнение имеет вид
,
где ; ; m – коэффициент сопротивления.
1. Случай малого сопротивления n < k
Общее решение дифференциального уравнения
или в ином виде
,
где частота затухающих колебаний
.
Постоянные интегрирования определяются из начальных условий при , , :
; .
Амплитуда колебаний и фаза колебаний определяются следующим образом:
, .
Период затухающих колебаний .
Декремент затухания
, где .
2. Предельный случай n = k
Решение имеет вид .
Постоянные интегрирования определяем из начальных условий при , , :
; .
При x становится неопределенностью типа . По правилу Лопиталя материальная точка совершает апериодическое затухающее движение.
3. Случай большого сопротивления n > k
Общее решение дифференциального уравнения имеет вид
.
Постоянные интегрирования определяем из начальных условий при , , :
; ,
где ; .
При при имеет место апериодическое затухающее движение.
Рис.4. Апериодическое движение