平面简谐波的振动方程,与波动传播方向、坐标轴正方向有关吗?

2024-11-23 02:17:08
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回答1:

有关。

坐标轴的正方向通常规定为波速方向,如果方向规定的与此相反,则波动方程相差一个符号。

A点振动,传播到B,需要时间x/u,x=-9m,u=-20m/s(负号仅仅表示,B的位置坐标为负,波速沿着-x方向),所以B的振动比A延后x/u=0.45s,波中任何一点的振动方程——波动方程为:y'=A*cos(4Pi*(t-x/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.05x)-Pi)

B的振动方程为y=A*cos(4Pi*(t-x/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.45)-Pi)

此时,A、B的位置坐标分别为x1=5m,x2=14m;原点的振动时刻比A提前x1/u=0.25s,所以原点的振动方程为y=A*cos(4Pi*(t+x1/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.25)-Pi)=0.03*cos(4Pi*t-2Pi)=0.03*cos(4Pi*t)

B点的振动方程为y'=A*cos(4Pi*(t-0.7))

扩展资料:

根据牛顿第二定律,F=ma,当物体质量一定时,运动物体的加速度总跟物体所受合力的大小成正比,并且跟合力的方向相同。简谐运动系统的机械能守恒。

弹簧振子系统在平衡状态下,弹簧没有形变,振子(小球体)在平衡位置保持静止。若把振子拉过平衡位置,到达最大幅度,再松开,弹簧则会将振子向平衡位置收回。

在收回的过程中,弹簧的势能转换为振子的动能,势能在降低的同时,动能在增加。当振子到达平衡位置时,振子所积累的动能又迫使振子越过平衡位置,继续向同样的方向移动。

但因已越过弹簧振子系统的平衡位置,所以这时弹簧开始对振子向相反方向施加力。动能转作势能,动能降低,势能上升,直至到达离平衡位置最大幅度的距离。这时振子所有的动能被转化为势能,振子速度为零,停止运动。

势能又迫使振子移回平衡位置,在移动过程中,势能转为动能,因而再次越过平衡位置,重复这个过程。在没有任何其他力影响的完美的条件下,这个弹簧振子系统会在两个最大幅度点间不停地做往返运动。弹簧振子的固有周期和固有频率与弹簧弹力系数和振子质量有关,与振幅大小无关。

参考资料来源:百度百科--简谐波

回答2:

有关,坐标轴的正方向通常规定为波速方向,如果方向规定的与此相反,则波动方程相差一个符号。

当A点振动,传播到B,需要时间x/u,x=-9m,u=-20m/s(负号仅仅表示,B的位置坐标为负,波速沿着-x方向),所以B的振动比A延后x/u=0.45s,波中任何一点的振动方程——波动方程为:y'=A*cos(4Pi*(t-x/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.05x)-Pi)

而B的振动方程为y=A*cos(4Pi*(t-x/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.45)-Pi)

此时,A、B的位置坐标分别为x1=5m,x2=14m;原点的振动时刻比A提前x1/u=0.25s,所以原点的振动方程为y=A*cos(4Pi*(t+x1/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.25)-Pi)=0.03*cos(4Pi*t-2Pi)=0.03*cos(4Pi*t),B点的振动方程为y'=A*cos(4Pi*(t-0.7))

扩展资料:

简谐振动位移公式:x=Asinωt

简谐运动恢复力:F=-KX=-md^2x/dt^2=-mω^2x

ω^2=K/m    

简谐运动周期公式:T=2π/ω=2π(m/k)^1/2

如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。

R是匀速圆周运动的半径,也是简谐运动的振幅;ω是匀速圆周运动的角速度,也叫做简谐运动的圆频率,ω=√(k/m);

φ是t=0时匀速圆周运动的物体偏离该直径的角度(逆时针为正方向),叫做简谐运动的初相位。在t时刻,简谐运动的位移x=Rcos(ωt+φ),简谐运动的速度v=-ωRsin(ωt+φ),简谐运动的加速度a=-(ω^2)Rcos(ωt+φ),这三个式子叫做简谐运动的方程。

参考资料:百度百科-简谐运动

参考资料:百度百科-简谐波

回答3:

坐标轴的正方向通常规定为波速方向,如果方向规定的与此相反,则波动方程相差一个符号。
(1)A点振动,传播到B,需要时间x/u,x=-9m,u=-20m/s(负号仅仅表示,B的位置坐标为负,波速沿着-x方向),所以B的振动比A延后x/u=0.45s,波中任何一点的振动方程——波动方程为:y'=A*cos(4Pi*(t-x/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.05x)-Pi)
B的振动方程为
y=A*cos(4Pi*(t-x/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.45)-Pi)
(2)此时,A、B的位置坐标分别为x1=5m,x2=14m;原点的振动时刻比A提前x1/u=0.25s,所以原点的振动方程为
y=A*cos(4Pi*(t+x1/u)-Pi)=0.03*cos(4Pi*(t-0.25)-Pi)=0.03*cos(4Pi*t-2Pi)=0.03*cos(4Pi*t)
B点的振动方程为
y'=A*cos(4Pi*(t-0.7))