Symulacja interaktywna
Symulacja drgań wymuszonych z tłumieniem
Symulacja przedstawia ruch ciężarka na sprężynie, której drugi koniec przyczepiony jest do drgającej poprzeczki. Górny wykres, to zależność wychylenia x ciężarka od czasu t. Na dolnym wykresie, na osiach odłożono wychylenie x i prędkość ciężarka v. Możemy zmieniać współczynnik tłumienia, częstotliwość własną układu i częstotliwość wymuszenia.
Symulacja prezentuje ciężarek drgający na sprężynie pod wpływem poruszającej się poprzeczki na której jest ona zawieszona. W symulacji można sterować wartością tłumienia, częstotliwością własną układu oraz częstotliwością siły wymuszającej za pomocą suwaków. Współczynnik tłumienia użytkownik dobiera z zakresu od 0 do 0,05 co 0,1. Częstotliwość układu w jednostkach Hercach od 1 do 10 co 0,01. Częstotliwość wymuszenia, również w Hercach od 1 do 10 co 0,1. W symulacji na bieżąco rysują się wykresy: zależności wychylenia od czasu kolorem niebieskim i zależności prędkości od wychylenia kolorem zielonym. Wykres wychylenia od czasu jest sinusoidą, natomiast wykres zależności prędkości od wychylenia jest elipsą.
Ustaw współczynnik tłumienia = 0,2, częstotliwość własną układu = 6, częstotliwość wymuszenia = 6. Zapisz wartość amplitudy po ustaleniu się drgań. Zmień częstotliwość wymuszenia na mniejszą, a potem na większą i zapisz obie wartości amplitudy. Wyjaśnij różnice wartości amplitud.
Ustaw współczynnik tłumienia = 0, częstotliwość własną układu = 6, częstotliwość wymuszenia = 6. Zaobserwuj, jak zmienia się amplituda drgań. Czy ustala się stan drgań? Wyjaśnij to zjawisko.