8.1 阻尼振动

单摆在小夹角时,回拉力和距离成正比,近似看成谐振子
如果把单摆放在流体里,会受到流体的阻力,阻力和速度成正比,运动方程写为:
md2xdt2=−kx−mγdxdtm\frac {d^2x}{dt^2}=-kx-m\gamma\frac{dx}{dt}mdt2d2x=−kx−mγdtdx
d2xdt2=−kmx−γdxdt=−ω02x−γdxdt\frac {d^2x}{dt^2}=-\frac k mx-\gamma\frac{dx}{dt}=-\omega_0^2x-\gamma\frac{dx}{dt}dt2d2x=−mkx−γdtdx=−ω02x−γdtdx
令 x=x0eiωtx=x_0e^{i\omega t}x=x0eiωt,上式化为
−ω2x0=−ω02x0−γiωx0-\omega^2x_0=-\omega_0^2x_0-\gamma i \omega x_0−ω2x0=−ω02x

这篇博客介绍了阻尼振动的概念,通过单摆在流体中的例子,解释了阻尼振动的运动方程,并推导了频率ω的表达式。接着讨论了电荷振动时的能量损失,与辐射功率的关系,给出了γ的计算公式,揭示了能量随时间衰减的原理。
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