Вопрос по физике Постройте графики скорости и ускорения для случая, когда колебания происходят по гармоническому закону с начальной фазой равной нулю.

10 Дек 2022 в 19:41
161 +1
0
Ответы
1

Для гармонического колебания с начальной фазой равной нулю уравнение движения будет иметь вид:
[x(t) = A \cdot \cos(\omega t)]
где (x(t)) - координата, (A) - амплитуда колебания, (\omega) - угловая частота колебаний.

Скорость (v(t)) и ускорение (a(t)) можно найти, продифференцировав уравнение движения по времени:

[v(t) = -\omega A \cdot \sin(\omega t)]
[a(t) = -\omega^2 A \cdot \cos(\omega t)]

Теперь построим графики скорости и ускорения для колебаний с начальной фазой равной нулю.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Для примера возьмем амплитуду A = 1 и частоту колебаний omega = 2*np.pi
A = 1
omega = 2*np.pi
t = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000)
x = A * np.cos(omega * t)
v = -omega * A * np.sin(omega * t)
a = -omega**2 * A * np.cos(omega * t)
plt.figure(figsize=(10, 7))
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(t, v, label='Скорость')
plt.xlabel('Время')
plt.ylabel('Скорость')
plt.legend()
plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(t, a, label='Ускорение')
plt.xlabel('Время')
plt.ylabel('Ускорение')
plt.legend()
plt.show()

На графиках скорости и ускорения мы увидим гармонические колебания, сдвинутые по фазе относительно графика координаты.

16 Апр 2024 в 16:59
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир