infist

บทที่ 8 · การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย

Problem 8.55 Challenge

หัวข้อ: การสั่นภายใต้แรงกระทำ (Forces Oscillations)

วัตถุมวล 0.500 kg ติดกับสปริงเบามาก ซึ่งมีค่าคงที่ของสปริงเท่ากับ 200 N/m ถ้าให้แรงกระทํากับมวลดังกล่าวตามสมการ (5.00 N)sin(10.0πt) ถ้าการ เคลื่อนที่นี้มีแรงต้านที่แปรผันตามความเร็ว โดยมีค่าคงที่ของการแปรผันเท่ากับ 0.350 kg/s a) วัตถุจะสั่นด้วยความถี่เท่าใด? b) วัตถุจะสั่นด้วยแอมพลิจูดสูงสุดที่ความถี่เท่าใด?
รูปประกอบโจทย์ 8.55
รูปประกอบโจทย์ 8.55
คำตอบ
\(f_{res}=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

a) กำหนดให้ \(m = 0.500 kg, k = 200 N/m, b = 0.350 kg/s,\)

\(F_{0} = 5.00 N\) และ \(ω = 10.0π\)

จาก \(\omega = 10.0\pi\)

\(2\pi f = 10.0\pi\)

\(f = 5.00 Hz \;\blacksquare\)

b) จาก \(A = \frac{F_{0}}{m(\omega ^{2} - \omega _{0}^{2})^{2} + 4\gamma ^{2}\omega ^{2}}\)

A จะมากสุดเมื่อ \(ω^{2} - ω_{0}^{2} = 0\)

\(\omega = \omega _{0}\)

\(2\pi f_{res}=\sqrt{\frac{k}{m}}\)

\(f_{res}=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}\;\blacksquare\)

โจทย์อื่นในหัวข้อ การสั่นภายใต้แรงกระทำ (Forces Oscillations)
8.54 8.56