Harmonisk oscillator Ulf Torkelsson
|
|
- Jonas Ström
- för 6 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 1 Haronisk rörelse Föreläsning 13/9 Haronisk oscillator Ulf Torkelsson Betrakta en potentiell energi, V (x), so har ett iniu vid x, och studera rörelsen i närheten av detta iniu. O vi släpper en partikel från vila i punkten x 1, så koer den att röra sig ner geno iniat, och upp på den andra sidan till en punkt x 2, so uppfyller V (x 1 ) = V (x 2 ), och sedan vända och åka tillbaka igen, och denna rörelse koer att upprepas i all oändlighet. Antag att den potentiella energin V (x) har sitt iniu i x =, vi kan då approxiera potentialen ed serieutvecklingen V (x) = a + a 1 x + a 2 x 2 + a 3 x (1) Den första teren a har ingen fysikalisk betydelse, så vi kan sätta den till, och efterso V () = i ett iniu, så åste a 1 =, vilket ger Den potentiella energin ger oss kraften V (x) = a 2 x 2 + a 3 x (2) F (x) = dv dx 2a 2x, (3) för så x. Jäför detta ed den vanliga fjäderkraften, so enligt Hookes lag är Vi ser alltså att fjäderkonstanten k = 2a 2. Vi kan nu sätta upp rörelseekvationen so vi skriver so F = kx. (4) ẍ = kx, (5) ẍ + k x =. (6) Detta är en andra ordningens differentialekvation, so vi kan lösa geno att ställa upp det karakteristiska polynoet so har lösningarna r 2 + k =, (7) k r = ±i. (8) Efterso rötterna är iaginära har differentialekvationen den allänna lösningen där x (t) = A 1 cos ω t + B 1 sin ω t = A sin (ω t + φ ), (9) ω = k. (1) Denna lösning är periodisk efterso sin ger saa resultat o vi adderar 2π till arguentet, så periodtiden T ges av ekvationen ω (t + T ) + φ = ω t + φ + 2π, (11) 1
2 vilket ger oss T = 2π ω. (12) Integrationskonstanterna A och φ kan bestäas geno att specificera begynnelsevillkoren, det vill säga partikelns position och hastighet vid t =. Partikelns hastighet ges allänt av ẋ = Aω cos (ω t + φ ). (13) O vi nu antar att partikeln startar från vila i x = x vid t =, så följer att φ = π/2, för att göra hastigheten till, och A = x. O vi tvärto antar att partikeln startar i x = ed hastigheten v, så följer att φ =, och Aω = v, vilket ger oss att A = v /ω. Vi kan jäföra rörelsen för en haronisk oscillator ed rörelsen hos en partikel so rör sig längs ed en cirkel ed radien A ed vinkelhastigheten ω. Dess rörelse kan skrivas x = A cos (ω t + φ ) (14) y = A sin (ω t + φ ). (15) Den haroniska oscillatorns rörelse överensstäer alltså ed den vertikala koponenten av cylinderrörelsen. O vi nu betraktar en vikt so hänger i en vertikal fjäder, och däred alltså påverkas både av fjäderkraften och gravitationen, så ser vi att den totala kraften so påverkar vikten är (16) F = k (X X e ) + g, (17) där vi räknar X positiv nedåt, och fjäderns vilolängd är X e. Vi kan skriva o kraften geno att införa den nya koordinaten x = X X e g k, (18) vilket ger oss den vanliga fjäderkraften F = kx. (19) Effekten av den extra gravitationskraften g är alltså bara att förskjuta jäviktsläget nedåt ed en sträcka g/k. Exepel: Enkel (ateatisk) pendel. Betrakta en punktassa so hänger i ett snöre ed längden l. När snöret bildar en vinkel θ ed lodlinjen, så utsätts kroppen för en tyngdkraft g sin θ vinkelrät ot snöret. Enligt Newtons andra lag har vi ( a θ = r θ + 2ṙ θ ) = g sin θ. (2) Här är r = l och ṙ =, så ekvationen förenklas till för så vinklar θ. Denna ekvation kan förenklas till l θ = g sin θ gθ, (21) θ + g θ =, (22) l so är ekvationen för en haronisk oscillator ed vinkelfrekvensen g ω = l. (23) 2
3 2 Fasporträtt Ofta är det intressant att rita upp lösningen till rörelseekvationen i ett fasporträtt, där vi sätter x på x-axeln och ẋ på y-axeln. En odäpad haronisk oscillator koer att bilda en ellips x (t) = A sin (ω t + φ ) (24) ẋ (t) = Aω cos (ω t + φ ) (25) x 2 + ẋ2 ω 2 (26) = A 2. (27) Lägg ärke till att två olika lösningar inte kan skära varandra i fasporträttet, efterso lösningen är entydigt bestäd geno att ange värden på x och ẋ vid en tidpunkt. 3 Energin för en haronisk oscillator Vi kan beräkna den potentiella energin för en fjäder ur vilket ger oss där vi sätter x =, så att vi får F (x) = dv dx, (28) V (x) = x x kxdx, (29) V (x) = Den totala energin för den haroniska oscillatorn blir nu [ ] x 1 2 kx2 = 1 2 kx2. (3) E = 1 2 ẋ kx2. (31) Man kan visa att denna energi är konstant geno att sätta in lösningen för en haronisk oscillator i uttrycket, vilket ger E = 1 2 ω2 A 2. (32) Å andra sidan kan an också härleda rörelseekvationen för en haronisk oscillator ur energins bevarande. Derivera uttrycket för den totala energin tervis ed avseende på tiden d dt E = = d ( 1 dt 2 ẋ2 + 1 ) 2 kx2 = ẋẍ + kxẋ. (33) Den första likheten följer av att E är konstant. Vi förkortar nu ed ẋ vilket är ekvationen för en haronisk oscillator. ẍ + kx =, (34) 3
4 4 Däpad haronisk oscillator Vi lägger till en viskös kraft cẋ till vår rörelseekvation ẍ = kx cẋ, (35) so vi kan skriva o till ẍ + c ẋ + k x =. (36) Vi inför nu beteckningarna 2γ = c/ och ω 2 = k/, så vi kan skriva ekvationen so ẍ + 2γẋ + ωx 2 =. (37) Denna differentialekvation har det karakteristiska polynoet r 2 + 2γr + ω 2 =, (38) vilket har lösningarna r = γ ± γ 2 ω 2, (39) där vi inför beteckningen q = γ 2 ω 2. Vi kan nu se tre typer av lösningar till differentialekvationen beroende på q. O q är reell har vi lösningen x (t) = A 1 e (γ q)t + A 2 e (γ+q)t. (4) Efterso q < γ så ser vi att båda tererna representerar en exponentiellt däpad rörelse. Detta representerar fallet ed stark däpning. I fallet q = så är r = γ en dubbelrot, så att differentialekvationen har lösningen x (t) = (At + B) e γt, (41) där båda tererna representerar däpade rörelser, även o den första teren kan ge upphov till en rörelse so når ett axiu för t > en därefter går även den teren ot noll. Detta fall betecknas kritisk däpning och eftersträvas i en del praktiska tilläpningar. O q är iaginär får vi koplexa rötter r = γ ± iω d, (42) där ω d = ω 2 γ2. (43) Vi kan då skriva lösningen so x (t) = C + e (γ iω d)t + C e (γ+iω d)t = e γt ( C + e iω dt + C e iω dt ). (44) En fysikalisk lösning åste vara realvärd, och vi kan hitta två sådana geno att ta real- respektive iaginärdelen av x(t) (C + + C ) e γt cos (ω d t) (45) och (C + C ) e γt sin (ω d t) (46) Båda dessa lösningar representerar exponentiellt däpade svängningar ed vinkelfrekvensen ω d so är lägre än vinkelfrekvensen ω för en odäpad haronisk oscillator. Den allänna lösningen är en lineärkobination av dessa båda lösningar. Detta fallet kallas för svag däpning. 4
5 5 Energi och kvalitetsfaktorn Q Även för en däpad oscillator kan vi skriva energin so O vi deriverar denna ed avseende på tiden får vi de dt E = 1 2 ẋ kx2. (47) = ẋẍ + kxẋ = (ẍ + kx) ẋ. (48) Med hjälp av rörelseekvationen för en däpad haronisk oscillator kan vi skriva o detta uttryck so de dt = cẋ2. (49) Vi ser att effekten av den viskösa friktionen är att den haroniska oscillatorn förlorar energi. Vi kan kvantifiera energiförlusten geno att införa oscillatorns energi Q = 2π energiförlust per svängningsperiod. (5) För att beräkna energiförlusten behöver vi ẋ, så vi börjar ed att skriva ned rörelsen för en svagt däpad oscillator x (t) = Ae γt sin (ω d t + φ ), (51) vilket ger oss ẋ = Ae γt [γ sin (ω d t + φ ) ω d cos (ω d t + φ )]. (52) Beräkna energiförlusten under en period T d = 2π/ω d E = Td Ėdt. (53) Vi byter integrationsvariabel till θ = ω d t + φ, vilket ger dθ = ω d dt. Integrationsgränserna blir då φ till φ + 2π E = ca2 ω d φ+2π φ e 2γt ( γ 2 sin 2 θ 2γω d sin θ cos θ + ω 2 d cos 2 θ ) dθ. (54) γ θ, vilket leder till att vi kan flytta ut e 2γt ur integralen, efterso däpningen går ycket långsaare än oscillationerna. Vi kan också byta integrationssgränserna till till 2π, efterso integralen över en hel period inte beror på integrationsgränserna. Lägg ärke till att E = ca2 ω d e 2γt 2π sin 2 θdθ = 2π 2π ( γ 2 sin 2 θ 2γω d sin θ cos θ + ω 2 d cos 2 θ ) dθ. (55) [ 1 cos 2θ 1 dθ = 2 2 θ 1 ] 2π sin 2θ = π, (56) 4 vilket också är värdet på integralen över cos θ, edan integralen över sin θ cos θ blir. Alltså får vi E = ca2 πe 2γt ( γ 2 + ω 2 ) d = ca 2 π e 2γt ω 2 = 2γA 2 T d ω d ω d 2 e 2γt ω 2 = γa 2 e 2γt ωt 2 d. (57) Vi kan uttrycka däpningskonstanten γ i terer av en tidskonstant τ = 1/(2γ), vilket ger oss E = 1 2 A2 ω 2 e t/τ T d τ. (58) 5
6 Vi beräknar på saa sätt oscillatorns edelenergi under en period vilket ger oss Q = 2π ( Td För svag däpning är γ liten och Q blir stor. 6 Driven haronisk oscillator E = 1 2 ω2 A 2 e t/τ, (59) τ ) 1 = 2πτ ω d 2π = ω dτ = ω d 2γ. (6) Antag nu att vi driver en odäpad haronisk oscillator ed en yttre kraft F cos ωt, så att rörelseekvationen blir ẍ = kx + F cos ωt, (61) so vi kan skriva o på foren ẍ + ωx 2 = F cos ωt, (62) där so tidigare ω 2 = k/. För att lösa en inhoogen differentialekvation behöver vi dels en partikulärlösning till den inhoogena ekvationen, och dessuto den allänna lösningen till otsvarande hoogena ekvation, en den senare är precis den lösning so vi redan har studerat, så det enda nya är att bestäa en partikulärlösning. För att finna partikulärlösningen ansätter vi en lösning på foren x(t) = Ae iωt, och byter ut högerledet till F / e iωt, vilket ger oss att vi söker realdelen av lösningen till Detta ger oss att och partikulärlösningen blir ω 2 Ae iωt + ω 2 Ae iωt = F eiωt. (63) A = F / ω 2, (64) ω2 x (t) = F / ω 2 cos ωt. (65) ω2 Lägg ärke till att aplituden för partikulärlösningen blir oändlig för ω = ω, då den drivande kraften befinner sig i resonans ed systeet so den driver. Lägg också ärke till att systeets oscillation är otriktad den drivande kraften då ω > ω. Vi betraktar nu fallet att vi också har en viskös kraft so verkar däpande, och vi inför från början en koplex drivande kraft so ger oss ẍ = kx cẋ + F e iωt, (66) ẍ + 2γẋ + ω 2 x = F eiωt. (67) Återigen ansätter vi en partikulärlösning på foren x(t) = Ae iωt, där A kan vara koplex, vilket ger oss så att ω 2 Ae iωt + 2iγωAe iωt + ω 2 Ae iωt = F eiωt, (68) F / A = ω 2 ω2 + 2iγω = F ω 2 ω 2 2iωγ (ω 2 ω2 ) 2 + 4γ 2 ω. (69) 2 6
7 Vi kan skriva A på polär for A = F/ [(ω 2 ω2 ) 2 + 4γ 2 ω 2 ] 1/2 e iϕ, (7) där så att partikulärlösningen blir ϕ = arctan 2ωγ ω 2, (71) ω2 x (t) = F/ [(ω 2 ω2 ) 2 + 4γ 2 ω 2 ] 1/2 cos (ωt + ϕ). (72) Resultatet av att lägga till den viskösa däpningen är att svängningens aplitud inte längre kan bli oändlig, och att vinkelfrekvensen vid vilken aplituden är axial förskjuts till ω 2 = ω 2 2γ 2 = ω 2 d γ 2. (73) O γ > ω / 2, så finns det överhuvudtaget inte någon frekvens vid vilken resonans inträder utan i så fall är aplituden högst för ω =. 7
10 HARMONISKA OSCIL- LATORN
Haroniska oscillatorn 10 1 10 HARMONISKA OSCIL- LATORN 10.1 Inledning Det kanske viktigaste probleet ino ekaniken, satidigt ett av de enklaste att lösa, är den haroniska eller linjära oscillatorn. Det
Läs merLösningar till problemtentamen
KTH Mekanik 2007 05 09 Mekanik bk och I, 5C03-30, för I och BD, 2007 05 09, kl 08.00-2.00 Lösningar till probletentaen Uppgift : En partikel i A ed assa hänger i två lika långa trådar fästa i punkterna
Läs merTentamen i Mekanik - partikeldynamik
Tentaen i Mekanik - partikeldynaik TMME08 011-01-14, kl 8.00-1.00 Tentaenskod: TEN1 Tentasal: Exainator: Peter Schidt Tentajour: Peter Schidt, Tel. 8 7 43, (Besöker salarna ca 9.00 och 11.00) Kursadinistratör:
Läs mer1:A UTGÅVAN. Ur Mekaniken SVÄNGNINGSRÖRELSE ANDREAS LINDBLAD
:A UTGÅVAN Ur Mekaniken SVÄNGNINGSRÖRELSE ANDREAS LINDBLAD KAPITEL Svängningsrörelse I detta kapitel ska vi titta närare på oscillerande (svängande) rörelser. Med hjälp av detta koer vi att kunna beskriva
Läs merTentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen
006-08-8 Tentaen i Mekanik 5C1107, baskurs S. OBS: Inga hjälpede föruto rit- och skrivdon får användas! KTH Mekanik 1. Probletentaen Ett glatt hoogent klot ed assan vilar ot två plana, hårda och glatta
Läs merTentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen
007-08-30 Tentaen i Mekanik SG1107, baskurs S. OBS: Inga hjälpede föruto rit- och skrivdon får användas! KTH Mekanik 1. Probletentaen En hoogen stång ed assan är fäst i ena änden i en fritt vridbar led.
Läs merFöreläsning 17: Jämviktsläge för flexibla system
1 KOMIHÅG 16: --------------------------------- Ellipsbanans storaxel och mekaniska energin E = " mgm 2a ------------------------------------------------------ Föreläsning 17: Jämviktsläge för flexibla
Läs merTentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08
Tentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08 Onsdagen den 13 augusti 2008, kl. 8-12 Examinator: Jonas Stålhand Jourhavande lärare: Jonas Stålhand, tel: 281712 Tillåtna hjälpmedel: Inga hjälpmedel Tentamen
Läs merAlltså är {e 3t, e t } en bas för lösningsrummet, och den allmänna lösningen kan därmed skrivas
ektion 7, Envariabelanalys den 8 oktober 1999 Visa att funktionerna y 1 = e r 1t och y = e r t, där r 1 r, är linjärt oberoende. 17.7. Finn den allmänna lösningen till y 3y = 0. Vi ska visa implikationen
Läs merTFYA16: Tenta Svar och anvisningar
150821 TFYA16 1 TFYA16: Tenta 150821 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Sträckan fås genom integration: x = 1 0 sin π 2 t dt m = 2 π [ cos π 2 t ] 1 0 m = 2 π m = 0,64 m Svar: 0,64 m b) Vi antar att loket
Läs merTid läge och accelera.on
Tid läge och accelera.on Tid t Läge x = x(t) Hastighet v(t) = dx dt x(t) = Acceleration a(t) = dv dt v(t) = t t0 v(t)dt t t 0 a(t)dt Eq 1 Eq 2 Eq 3 MEN KOM IHÅG: 1. För a> de>a skall vara användbart måste.dsberoendet
Läs merRepetion. Jonas Björnsson. 1. Lyft ut den/de intressanta kopp/kropparna från den verkliga världen
Repetion Jonas Björnsson Sammanfattning Detta är en kort sammanfattning av kursen Mekanik. Friläggning Friläggning består kortfattat av följande moment 1. Lyft ut den/de intressanta kopp/kropparna från
Läs meruniversity-logo Mekanik Repetition CBGA02, FYGA03, FYGA07 Jens Fjelstad 1 / 11
Mekanik Repetition CBGA02, FYGA03, FYGA07 Jens Fjelstad 2010 03 18 1 / 11 Översikt Friläggning Newtons 2:a lag i tre situationer jämvikt partiklar stela kroppars plana rörelse Energilagen Rörelsemängd
Läs merSF1626 Flervariabelanalys
1 / 28 SF1626 Flervariabelanalys Föreläsning 2 Hans Thunberg Institutionen för matematik, KTH VT 2018, Period 4 2 / 28 SF1626 Flervariabelanalys Dagens lektion: avsnitt 11.1 11.3 Funktioner från R till
Läs merGÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2
GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin Tid: Plats: Ansvarig: Hjälpmedel: Tisdag juni 009, kl 8 30 13 30 V-huset Lennart Sjögren,
Läs merGÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2
GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP00, Fysikprogrammet termin 2 Tid: Plats: Ansvarig: Hjälpmedel: Lödag 29 maj 200, kl 8 30 3 30 V-huset Lennart Sjögren,
Läs merKOMIHÅG 12: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n
KOMIHÅG 1: ------------------------------------------------------ Ekvation för fri dämpad svängning: x + "# n x + # n x = a, Tre typer av dämpning: Svag, kritisk och stark. 1 ------------------------------------------------------
Läs merLösningsförslag envariabelanalys
Lösningsförslag envariabelanalys 09-06-05. Ekvationen är linjär och har det karakteristiska polynomet pr) = r 4 + r 3 + 5r = r r + r + 5) = r r + i)r + + i). Således ges lösningarna till den homogena ekvationen
Läs merÖvningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt
Övningstenta 015 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt tillsammans med begynnelsevillkoret v(0) = 0. Vi får: v(t) = 0,5t dt = 1 6 t3 + C och vi bestämmer
Läs merSG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY
Tentaen 101218 Lcka till! Tillåtna hjälpedel är penna och suddgui. Rita tdliga figurer, skriv grundekvationer och glö inte att sätta ut vektorstreck. Definiera införda beteckningar och otivera uppställda
Läs merMekanik FK2002m. Repetition
Mekanik FK2002m Föreläsning 12 Repetition 2013-09-30 Sara Strandberg SARA STRANDBERG P. 1 FÖRELÄSNING 12 Förflyttning, hastighet, acceleration Position: r = xî+yĵ +zˆk θ = s r [s = θr] Förflyttning: r
Läs merTFYA16: Tenta Svar och anvisningar
180111 TFYA16 1 TFYA16: Tenta 180111 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Svar: 89 cm x = 0 t 3 dt = [ t 3 9 ] 0 = 8 m 89 cm 9 b) Om vi betecknar tågets (T) hastighet relativt marken med v T J, så kan vi
Läs merKOMIHÅG 18: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n. x j,
KOMIHÅG 18: ------------------------------------------------------ Ekvation för fri dämpad svängning: x + "# n x + # n x = # n x j, 1 med konstanterna! n = k m och!" n = c m. ------------------------------------------------------
Läs merTFYA16/TEN2. Tentamen Mekanik. 12 januari :00 13:00. Tentamen besta r av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poa ng.
Linko pings Universitet Institutionen fo r fysik, kemi och biologi Marcus Ekholm TFYA16/TEN2 Tentamen Mekanik 12 januari 2015 8:00 13:00 Tentamen besta r av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poa
Läs merVågrörelselära och optik
Vågrörelselära och optik Kapitel 14 Harmonisk oscillator 1 Vågrörelselära och optik 2 Vågrörelselära och optik Kurslitteratur: University Physics by Young & Friedman (14th edition) Harmonisk oscillator:
Läs merLösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)
Lösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik (FFM5) 08-06-0. Baserat på Klassiker Ett bowlingklot med radie r släpps iväg med hastighet v 0 utan rotation. Initialt glider den mot banan, och friktionen
Läs merTentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik
Tentaen i Mekanik I del Statik och partikeldynaik TMME7 0-0-, kl 4.00-9.00 Tentaenskod: TEN Tentasal: TER, TER, TERC, TERD Eainator: Peter Schidt Tentajour: Peter Schidt, Tel. 8 7 43, (Besöker salarna
Läs mer10. Kretsar med långsamt varierande ström
1. Kretsar med långsamt varierande ström [RMC] Elektrodynamik, ht 25, Krister Henriksson 1.1 1.1. Villkor för långsamt varierande I detta kapitel behandlas den teori som kan användas för att analysera
Läs merTFYA16/TEN :00 13:00
Link opings Universitet Institutionen f or fysik, kemi och biologi Marcus Ekholm TFYA16/TEN2 Ovningstentamen Mekanik 2015 8:00 13:00 Tentamen best ar av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 po ang.
Läs mer9.1 Kinetik Rotation kring fix axel Ledningar
9.1 Kinetik Rotation kring fix axel Ledningar 9.5 Frilägg hjulet och armen var för sig. Normalkraften kan beräknas med hjälp av jämvikt för armen. 9.6 Frilägg armen, och beräkna normalkraften. a) N µn
Läs merSvar till övningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg.
Svar till övningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg. January 18, 2010 Vecka 2 Komplexa fourierserier 1. Fourierkomponenterna ges av dvs vi har fourierserien f(t) = π 2 + 1 π n 0 { π n = 0 c n = 2 ( 1) n
Läs merx 1 x 2 x 3 z + i z = 2 + i. (2 + 2i)(1 i) (1 + i) 5.
Akadein för teknik och iljö Sören Hector, tel 7-46686, Mikael Forsberg, tel 7-44, Rolf Källströ, tel 7-699 Mateatiktentaen Ingenjörer, lärare, fl Linjär algebra a4a 9 Skrivtid: 9 4 Inga hjälpedel Lösningarna
Läs merTFYA16: Tenta Svar och anvisningar
170418 TFYA16 1 TFYA16: Tenta 170418 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Vi är intresserade av största värdet på funktionen x(t). Läget fås genom att integrera hastigheten, med bivillkoret att x(0) = 0.
Läs merRelativistisk kinematik Ulf Torkelsson. 1 Relativistisk rörelsemängd, kraft och energi
Föreläsning 13/5 Relativistisk kinematik Ulf Torkelsson 1 Relativistisk rörelsemängd, kraft och energi Antag att en observatör O följer med en kropp i rörelse. Enligt observatören O så har O hastigheten
Läs merMEKANIK LABORATION 2 KOPPLADE SVÄNGNINGAR. FY2010 ÅK2 Vårterminen 2007
I T E T U N I V E R S + T O C K H O L M S S FYSIKUM Stockholms universitet Fysikum 3 april 007 MEKANIK LABORATION KOPPLADE SVÄNGNINGAR FY010 ÅK Vårterminen 007 Mål Laborationen avser att ge allmän insikt
Läs merTentamen Mekanik F del 2 (FFM520)
Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520) Tid och plats: Måndagen den 16 augusti 2010 klockan 14.00-18.00 i V. Lösningsskiss: Christian Forssén. Obligatorisk del 1. Rätt svar på de sex deluppgifterna: SFF SFS.
Läs merMekanik I Newtonsk mekanik beskrivs rörelsen för en partikel under inverkan av en kraft av
Mekanik 2 Live-L A TEX:ad av Anton Mårtensson 2012-05-08 I Newtonsk mekanik beskrivs rörelsen för en partikel under inverkan av en kraft av ṗ = m r = F Detta är ett postulat och grundläggande för all Newtonsk
Läs merMMA127 Differential och integralkalkyl II
Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation MMA17 Differential och integralkalkyl II Tentamen Lösningsförslag 9..19 8. 11. Hjälpmedel: Endast skrivmaterial (gradskiva tillåten).
Läs merSG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY. Omtentamen
Otentaen 110610 Lcka till! Tillåtna hjälpedel är penna och suddgui. Rita tdliga figurer, skriv grundekvationer och glö inte att sätta ut vektorstreck. Definiera införda beteckningar och otivera uppställda
Läs merMekanik Föreläsning 8
Mekanik Föreläsning 8 CBGA02, FYGA03, FYGA07 Jens Fjelstad 2010 02 19 1 / 16 Repetition Polära koordinater (r, θ): ange punkter i R 2 m h a r: avståndet från origo (0, 0) θ: vinkeln mot positiva x axeln
Läs merTentamen i Matematisk analys, HF1905 exempel 1 Datum: xxxxxx Skrivtid: 4 timmar Examinator: Armin Halilovic
Tentamen i Matematisk analys, HF95 exempel atum: xxxxxx Skrivtid: timmar Examinator: Armin Halilovic För godkänt betyg krävs av max poäng Betygsgränser: För betyg A, B, C,, E krävs, 9, 6, respektive poäng
Läs merLösningar Heureka 2 Kapitel 7 Harmonisk svängningsrörelse
Lösningar Heureka Kapitel 7 Harmonisk svängningsrörelse Andreas Josefsson Tullängsskolan Örebro Lo sningar Fysik Heureka Kapitel 7 7.1 a) Av figuren framgår att amplituden är 0,30 m. b) Skuggan utför en
Läs merSF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF166 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 15-6-4 DEL A 1. Funktionen f är definierad på området som ges av olikheterna x > 1/ och y > genom f(x, y) ln(x 1) + ln(y) xy x. (a) Förklara vad det
Läs mer" e n och Newtons 2:a lag
KOMIHÅG 4: --------------------------------- 1 Energistorheter: P = F v, U "1 = t 1 # Pdt. Energilagar: Effektlagen, Arbetets lag ---------------------------------- Föreläsning 5: Tillämpning av energilagar
Läs merTentamen Mekanik F del 2 (FFM520)
Tentamen Mekanik F del (FFM50) Tid och plats: Tisdagen den 5 maj 010 klockan 08.30-1.30 i V. Lösningsskiss: Per Salomonsson och Christian Forssén. Obligatorisk del 1. Rätt svar på de fyra deluppgifterna
Läs merDenna vattenmängd passerar också de 18 hålen med hastigheten v
FYSIKTÄVLINGEN KVLIFICERINGS- OCH LGTÄVLING 3 februari 000 LÖSNINGSFÖRSLG SVENSK FYSIKERSMFUNDET 1. a) Den vattenängd so passerar slangen per sekund åste också passera något av de 18 hålen. Den vattenängd
Läs merHanno Essén Lagranges metod för en partikel
Hanno Essén Lagranges metod för en partikel KTH MEKANIK STOCKHOLM 2004 1 Inledning Joseph Louis Lagrange (1763-1813) fann en metod som gör det möjligt att enkelt ta fram rörelseekvationerna för system
Läs merSvar och anvisningar
170317 BFL10 1 Tenta 170317 Fysik : BFL10 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Den enda kraft som verkar på stenen är tyngdkraften, och den är riktad nedåt. Alltså är accelerationen riktad nedåt. b) Vid kaströrelse
Läs mer10. Kretsar med långsamt varierande ström
10. Kretsar med långsamt varierande ström [RMC] Elektrodynamik, vt 2008, Kai Nordlund 10.1 10.1. Villkor för långsamt varierande I detta kapitel behandlas den teori som kan användas för att analysera kretsar
Läs merLösningsförslag till tentamen Torsdag augusti 16, 2018 DEL A
Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys Torsdag augusti 16, 2018 DEL A 1. Givet funktionen f(x, y) = ln(x 2 y 2 ). a) Bestäm definitionsmängden D för f. Rita även en bild av D. (2 p) b) Bestäm
Läs mer= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.
Lösningsförslag till tentamensskrivning i SF633 Differentialekvationer I och SF637 Differentialekvationer och transformer III Lördagen den 4 februari, kl 4-9 Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook Redovisa
Läs merMekanik FK2002m. Kinetisk energi och arbete
Mekanik FK2002m Föreläsning 6 Kinetisk energi och arbete 2013-09-11 Sara Strandberg SARA STRANDBERG P. 1 FÖRELÄSNING 6 Introduktion Idag ska vi börja prata om energi. - Kinetisk energi - Arbete Nästa gång
Läs mer10. Kretsar med långsamt varierande ström
. Kretsar med långsamt varierande ström För en normalstor krets kan vi med andra ord använda drivande spänningar med frekvenser upp till 7 Hz, förutsatt att analysen sker med de metoder som vi nu kommer
Läs mer10. Kretsar med långsamt varierande ström
1. Kretsar med långsamt varierande ström [RMC] Elektrodynamik, vt 213, Kai Nordlund 1.1 1.1. Villkor för långsamt varierande I detta kapitel behandlas den teori som kan användas för att analysera kretsar
Läs merLösningsförslag, Tentamen, Differentialekvationer och transformer II, del 2, för CTFYS2 och CMEDT3, SF1629, den 9 juni 2011, kl.
Lösningsförslag, Tentamen, Differentialekvationer och transformer II, del 2, för CTFYS2 och CMEDT3, SF629, den 9 juni 2, kl. 8: 3: Uppgift (av 8 (5 poäng. i. sant, ii. falskt, iii. falskt, iv. sant, v.
Läs merFuglesangs skiftnyckel och Möten i rymden. Jan-Erik Björk och Jan Boman
Fuglesangs skiftnyckel och Möten i rymden Jan-Erik Björk och Jan Boman Det sägs att Christer Fuglesang tappade en skiftnyckel under sin rymdpromenad nyligen. Enligt Keplers första lag kom skiftnyckeln
Läs merSF1646 Analys i flera variabler Tentamen 18 augusti 2011, Svar och lösningsförslag
SF1646 Analys i flera variabler Tentamen 18 augusti 11, 14. - 19. Svar och lösningsförslag (1) Låt f(x, y) = xy ln(x + y ). I vilken riktning är riktningsderivatan till f i punkten (1, ) som störst, och
Läs merHögskolan i Skövde (SK, YW) Svensk version Tentamen i matematik
Högskolan i Skövde (SK, YW) Svensk version Tentamen i matematik Kurs: MA52G Matematisk Analys MA23G Matematisk analys för ingenjörer Tentamensdag: 2-5-5 kl 8.3-3.3 Hjälpmedel : Inga hjälpmedel utöver bifogat
Läs merSF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016
SF625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den januari 206 Skrivtid: 08:00-3:00 Tillåtna hjälpmedel: inga Examinator: Lars Filipsson Tentamen består av nio uppgifter som vardera ger maximalt fyra poäng.
Läs merSF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 206-0- DEL A. Betrakta funktionen f som ges av f(x) = x 2 arctan x. A. Bestäm definitionsmängden till f. B. Bestäm de intervall där f är växande respektive
Läs mer6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar
6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar 6.104 Om du inte tidigare gått igenom illustrationsexempel 6.3.3, gör det först. Låt ϕ vara vinkeln mellan radien till kroppen och vertikalen (det vill
Läs merTentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)
Tentamen Mekanik F del (FFM51 och 50 Tid och plats: Lösningsskiss: Fredagen den 17 januari 014 klockan 08.30-1.30. Christian Forssén Obligatorisk del 1. Endast kortfattade lösningar redovisas. Se avsnitt
Läs merNEWTONS 3 LAGAR för partiklar
wkomihåg 12: Acceleration-med olika komponenter. ----------------------------------------- Föreläsning 13: Dynamik kraft-rörelse (orsakverkan) NEWTONS 3 LAGAR för partiklar 1 1. En 'fri' partikel förblir
Läs merLösningsförslag, v0.4
, v.4 Preliinär version, 6 februari 28, reservation för fel! Högsolan i Sövde Tentaen i ateati Kurs: MA52G Mateatis analys MA23G Mateatis analys för ingenjörer Tentaensdag: 27-5-2 l 8:3-3:3 Hjälpedel :
Läs merProv i matematik Distans, Matematik A Analys UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen
UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Anders Källström Prov i matematik Distans, Matematik A Analys 6 Skrivtid: -5. Hjälpmedel: Gymnasieformelsamling. Lösningarna skall åtföljas av förklarande
Läs merInstitutionen för matematik KTH. Tentamensskrivning, , kl B1210 och 5B1230 Matematik IV, för B, M, och I.
Institutionen för matematik KTH Tentamensskrivning, 23--9, kl 4 9 5B2 och 5B23 Matematik IV, för B, M, och I Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook För godkänt betyg 3 krävs 7 poäng, medan för betyg 4
Läs merSF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 213-8-22 DEL A 1. Betrakta funktionen f(x, y) ln(x 2 + xy 2 4). a) Bestäm tangentplanet till funktionsytan z f(x, y) i den punkt på ytan där x 1
Läs merKOMIHÅG 10: Effekt och arbete Effekt- och arbetslag Föreläsning 11: Arbete och lagrad (potentiell) energi
KOMIHÅG 10: Effekt och arbete Effekt- och arbetslag ----------------------------------------- Föreläsning 11: Arbete och lagrad (potentiell) energi Definition av arbete: U 0"1 = t 1 t 1 # Pdt = # F v dt,
Läs merTentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik
Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik TMME27 2016-10-24, kl 14.00-19.00 Tentamenskod: TEN1 Tentasal: TER1, TER2, TERE, TERF Examinator: Peter Schmidt Tentajour: Peter Schmidt, Tel. 28 27
Läs merMatematisk statistik
HF, repetitionsblad Mateatis statisti Uppgift Fördelningsfuntionen för en ontinuerlig stoastis variabel X är F ( x) cx x < x x > Bestä värdet på onstanten c, edianen och täthetsfuntionen för X a) Enligt
Läs merUppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på föreläsningarna
Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf Envariabelanalys, 10 hp STS, X 010-10-7 Genomgånget på föreläsningarna 11-15. Föreläsning 11, 4/11 010: Här kommer vi in i kapitel 4, som handlar om
Läs merUppgift 3.5. Vi har att: a = dv dt enligt definitionen. Med vårt uttryck blir detta: dt = kv2. Vi separerar variablerna: v 2 = kdt
Uppgift 3.5 a) Vi har att: a = dv dt enligt definitionen. Med vårt uttryck blir detta: Vi separerar variablerna: Vi kan nu integrera båda leden: dv v = k dv dt = kv dv v = kdt dt 1 v = kt + C där C är
Läs merChalmers Tekniska Högskola och Mars 2003 Göteborgs Universitet Fysik och teknisk fysik Kristian Gustafsson Maj Hanson. Svängningar
Chalmers Tekniska Högskola och Mars 003 Göteborgs Universitet Fysik och teknisk fysik Kristian Gustafsson Maj Hanson Svängningar Introduktion I mekanikkurserna arbetar vi parallellt med flera olika metoder
Läs mer= 0. Båda skärningsvinklarna är således π/2 (ortogonala riktningsvektorer).
Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud SF163, ifferential- och integralkalkyl II, del 2, flervariabel, för F1. Tentamen torsdag 19 augusti 21, 14. - 19. Inga hjälpmedel är tillåtna. Svar och
Läs merTentamen Mekanik F del 2 (FFM520)
Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520) Tid och plats: Måndagen den 24 augusti 2009 klockan 08.30-12.30 i V. Lösningsskiss: Christian Forssén. Obligatorisk del 1. Rätt svarsalternativ på de sex frågorna är:
Läs merProv i Matematik Prog: NV, Lär., fristående Analys MN UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Michael Melgaard, tel
UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Michael Melgaard, tel 070 4 4075 Prov i Matematik Prog: NV, Lär., fristående Analys MN 006-05-4 Skrivtid: 5 0. Hjälpmedel: Skrivdon. Lösningarna skall åtföljas
Läs merTentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen
2015-06-01 Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas KTH Mekanik Problemtentamen 1. En bil med massan m kör ett varv med konstant fartökning ( v =)
Läs mery(0) = e + C e 1 = 1
KTH-matematik Tentamensskrivning, 006-01-14, kl. 14.00 19.00. 5B106 Differentialekvationer I, för BDMP. Hjälpmedel: BETA, Mathematics Handbook. För godkänt betyg (3) krävs minst 17 poäng, för betyg 4 krävs
Läs merLösningsförslag v1.1. Högskolan i Skövde (SK) Svensk version Tentamen i matematik
Lösningsförslag v1.1 Högskolan i Skövde (SK) Svensk version Tentamen i matematik Kurs: MA15G Matematisk Analys MA13G Matematisk analys för ingenjörer Tentamensdag: 1-8-8 kl 8.3-13.3 Hjälpmedel : Inga hjälpmedel
Läs merProblemtentamen. = (3,4,5)P, r 1. = (0,2,1)a F 2. = (0,0,0)a F 3. = (2,"3,4)P, r 2
2015-MM-DD Övningstentamen i Mekanik SG1130, grundkurs B1. OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas! KTH Mekanik 1. Problemtentamen Ett kraftsystem består av tre krafter som angriper
Läs merInstitutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys. Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 2017 DEL A
Institutionen för matematik SF66 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 7 DEL A. En kulles höjd ges av z 6,x,y där enheten är meter på alla tre koordinataxlar. (a) I vilken
Läs merDubbelintegraler och volymberäkning
ubbelintegraler och volymberäkning Volym och dubbelintegraler över en rektangel Alla funktioner nedan antas vara kontinuerliga. Om f (x) i intervallet [a, b], så är arean av mängden {(x, y) : y f (x),
Läs merDIFFERENTIALEKVATIONER. INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP
DIFFERENTIALEKVATIONER INLEDNING OCH GRUNDBEGREPP Differentialekvation (DE) är en ekvation som innehåller derivator av en eller flera okända funktioner ORDINÄRA DIFFERENTIAL EKVATIONER i) En differentialekvation
Läs merSF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016
Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 216 Skrivtid: 8:-13: Tillåtna hjälpmedel: inga Examinator: Mats Boij Tentamen består av nio uppgifter som vardera ger
Läs merSF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A. r cos t + (r cos t) 2 + (r sin t) 2) rdrdt.
1. Beräkna integralen medelpunkt i origo. SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen 218-3-14 D DEL A (x + x 2 + y 2 ) dx dy där D är en cirkelskiva med radie a och Lösningsförslag.
Läs merSF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 216-6-7 DEL A 1. Låt S vara ellipsoiden som ges av ekvationen x 2 + 2y 2 + 3z 2 = 5. (a) Bestäm en normalvektor till S i en punkt (x, y, z ) på S.
Läs merSF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF165 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 15-4-7 DEL A 1. Låt f(x) = arcsin x + 1 x. A. Bestäm definitionsmängden till funktionen f. B. Bestäm funktionens största och minsta värde. (Om du har
Läs merOm svängningar och resonans
Om svängningar och resonans Sammanfattning Anders Källén MatematikCentrum LTH anderskallen@gmail.com Här diskuterar vi andra ordningens linjära differentialekvationer som har lösningar som utgör svängningar,
Läs merSvängningar. Innehåll. Inledning. Litteraturhänvisning. Förberedelseuppgifter. Svängningar
Svängningar Innehåll Inledning Inledning... 1 Litteraturhänvisning... 1 Förberedelseuppgifter... 1 Utförande Det dämpade men odrivna systemet... 3 Det drivna systemet... 4 Observation av ett urval av svängande
Läs merNewtons 3:e lag: De par av krafter som uppstår tillsammans är av samma typ, men verkar på olika föremål.
1 KOMIHÅG 8: --------------------------------- Hastighet: Cylinderkomponenter v = r e r + r" e " + z e z Naturliga komponenter v = ve t Acceleration: Cylinderkomponenter a = ( r " r# 2 )e r + ( r # + 2
Läs merSF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 16 mars 2015
Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Måndagen den 16 mars 215 Skrivtid: 8:-13: Tillåtna hjälpmedel: inga Examinator: Mats Boij Tentamen består av nio uppgifter som vardera ger
Läs merAndra EP-laborationen
Andra EP-laborationen Christian von Schultz Magnus Goffeng 005 11 0 Sammanfattning I denna rapport undersöker vi perioden för en roterande skiva. Vi kommer fram till, både genom en kraftanalys och med
Läs merOmtentamen i Mekanik I SG1130, grundkurs för CMATD och CL. Problemtentamen
2015-06-12 Omtentamen i Mekanik I SG1130, grundkurs för CMATD och CL. OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas! KTH Mekanik Problemtentamen 1. Med hjälp av en tråd kan ett homogent block
Läs merLösningar till Matematisk analys
Lösningar till Matematisk analys 685. Sätt fx x. Rotationskroppens volym är π fx dx π ] x 6 dx π 7 x7 π 7. Rotationskroppens area är summan av arean av kroppens mantelyta och arean av kroppens cirkulära
Läs merTentamen i Mekanik I SG1130, baskurs P1 och M1. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas!
2015-06-08 Tentamen i Mekanik I SG1130, baskurs P1 och M1. KTH Mekanik OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas! Problemtentamen 1. Ett homogent halvcylinderskal hålls i jämvikt på ett
Läs merCykloiden och dess släktingar
Cykloiden och dess släktingar Anders Källén MatematikCentrum LTH anderskallen@gmail.com Sammanfattning Cykloiden är den enklaste av en samling kurvor som uppkommer genom att man roterar cirklar på cirklar
Läs merUppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf
Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf Flervariabelanalys 5 hp, för STS 2010-03-19 Genomgånget på föreläsningarna 1-5. Här sammanfattar vi det som genomgåtts på de olika föreläsningarna.
Läs merTentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)
Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520) Tid och plats: Tisdagen den 27 augusti 2013 klockan 14.00-18.00. Hjälpmedel: Physics Handbook, Beta samt en egenhändigt handskriven A4 med valfritt innehåll (bägge
Läs merSF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A
SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen 215-3-16 DEL A 1. Låt f(x, y) = 1 x 2 y 2. (a) Skissa nivåkurvorna f(x, y) = c till f för c =, c = 1 och c = 2. (1 p) (b) Beräkna gradf(x, y) i de
Läs merSKALNING OCH RESONANS
SKALNING OCH RESONANS INGEMAR NÅSELL Abstract. Dessa föreläsningsanteckningar kompletterar Avsnitten 3.8 och 3.9 i kursboken av Boyce och diprima. De behandlar ett av de viktigaste avsnitten i kursen,
Läs mer