diff --git a/KFY FYI1/Priklad09.md b/KFY FYI1/Priklad09.md index 3cba204..bb828b7 100644 --- a/KFY FYI1/Priklad09.md +++ b/KFY FYI1/Priklad09.md @@ -6,8 +6,8 @@ - $l$ - délka závěsu - $T_{k} = \, ?$ (doba kyvu kyvadla) - chyba pro $R \to 0 = \, ?$ -- netlumené kmity (tření) -- tíhové pole Země ++ netlumené kmity (tření) ++ tíhové pole Země ![](_assets/priklad9.svg) @@ -35,7 +35,7 @@ pro úhly $\varphi < 5^\circ \implies \sin \varphi \sim \varphi$ - využijeme vzoreček pro úhlovou rychlost $\omega^2$ uvedený výše - $\displaystyle T_{k} = \frac{\pi}{\omega}$ -$\displaystyle T_{k} = \frac{\pi}{\sqrt{ \frac{l \cdot g}{\frac{2}{5}R^2+l^2} }} = \pi \cdot \frac{\sqrt{ l \cdot \left[ \frac{2}{5}\left( \frac{R}{l} \right)^2+1 \right] }}{\sqrt{ l \cdot g }} = \pi \cdot \sqrt{ \frac{l}{g} } \cdot \sqrt{ \frac{2}{5} \left( \frac{R}{l}^2 + 1 \right) }$ +$\displaystyle T_{k} = \frac{\pi}{\sqrt{ \frac{l \cdot g}{\frac{2}{5}R^2+l^2} }} = \pi \cdot \frac{\sqrt{ \frac{2}{5} R^2 + l^2 }}{\sqrt{ l \cdot g }} = \pi \cdot \frac{\sqrt{ l \cdot \left[ \frac{2}{5}\left( \frac{R}{l} \right)^2+1 \right] }}{\sqrt{ g }} = \pi \cdot \sqrt{ \frac{l}{g} } \cdot \sqrt{ \frac{2}{5} \left( \frac{R}{l} \right)^2 + 1 }$ ### Výsledek diff --git a/KFY FYI1/Priklad10.md b/KFY FYI1/Priklad10.md index b3590bb..f0fba47 100644 --- a/KFY FYI1/Priklad10.md +++ b/KFY FYI1/Priklad10.md @@ -2,42 +2,51 @@ Spočtěte **délku matematického sekundového kyvadla**, víte-li, že jeho **výchylka klesne**, nejsou-li hrazeny energetické ztráty, **za 5 minut na 1/10**. Jakému logaritmickému dekrementu to odpovídá? (Uvažujeme malé kmity) -- $T^M_{kyv} = 1 \, \text{s}$ +- $T^M_{k} = 1 \, \text{s}$ - $t = 5 \, \text{min}$ -- $A(t) = \frac{A_{0}}{10} \to \frac{A_{0}}{A(t)} = 10$ -- $\delta = \text{?}$ ... logaritmický dekrement +- $\displaystyle A(t) = \frac{A_{0}}{10} \to \frac{A_{0}}{A(t)} = 10$ +- délka kyvadla $l = \, ?$ +- logaritmický dekrement $\delta = \text{?}$ - obr. z příkladu 9 ![](_assets/priklad9.svg) +pro kruhovou frekvenci tlumených kmitů platí - $\omega^2_{1} = \omega^2 - b^2$ - $\omega^2_{1}$ - úhlová frekvence tlumených kyvů - - $\omega^2 = \frac{g}{l}$ - úhlová frekvence netlumených kyvů + - $\omega^2$ - úhlová frekvence netlumených kyvů - $b^2$ - koeficient/faktor útlumu -- $w^2_{1} = \frac{\pi}{T^{kyv}_{1}} = \pi$ - - $T^{kyv}_{1} = 1 \, \text{s}$ + +kruhová frekvence bezztrátového kyvadla (bez tlumení) +- $\displaystyle\omega^2 = \frac{g}{l}$ + +máme sekundové kyvadlo $\implies T_{1} = 2 \, \text{s}$ (kmit) +- $\displaystyle \omega_{1} = \frac{2\pi}{T_{1}} = \frac{2\pi}{2} = \pi$ + - pro kyv $\implies T = 1 \, \text{s}$ + +tlumící konstantu určíme z poklesu amplitud +- $\displaystyle\frac{A_{0}}{A(t)} = \frac{1}{e^{-bt}} = e^{bt}$ +- $\displaystyle\implies \ln\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right) = bt$ +- $\displaystyle\implies b = \frac{1}{t}\cdot \ln\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right)$ +- pro $A(t) = \frac{1}{10}A_{0} \implies \frac{A_{0}}{A(t)} = 10$ ![](_assets/priklad10.svg) ### Výpočet -$A(t) = A_{0} \cdot e^{-bt} \implies \frac{A(t)}{A_{0}} = e^{-bt}$ +dosadíme do vzorce ++ $\omega_{1}^2 = \omega^2 - b^2$ +- $\displaystyle\pi^2 = \frac{g}{l} - \frac{1}{t^2} \cdot \ln^2\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right)$ +- $\displaystyle \implies l = \frac{g}{\pi^2 + \frac{1}{t^2} \cdot \ln^2\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right)}$ -$\ln\left( \frac{A(t)}{A_{0}} \right) = -bt$ - -$b = -\frac{1}{t} \cdot \ln\left( \frac{A(t)}{A_{0}} \right)$ - -$b = \frac{1}{t} \cdot \ln\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right)$ - -$\varphi(t) = A_{0} \cdot e^{-bt} \cdot \sin (\omega_{1}\cdot t)$ -- $A_{0} \cdot e^{-bt} = A(t)$ - -$\displaystyle \pi^2 = \frac{g}{l} - \frac{1}{t^2} \cdot \ln^2\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right)$ - -$\displaystyle \pi^2 + \frac{1}{t^2} \cdot \ln^2\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right) = \frac{g}{l}$ - -$\displaystyle l = \frac{g}{\pi^2 + \frac{1}{t^2} \cdot \ln^2\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right)}$ +logaritmický dekrement $\delta$ +- logaritmus podílu dvou, o periodu posunutých, amplitud +- $\displaystyle\delta = \ln\left[ \frac{A(t)}{A(t+T_{1})} \right] = \ln\left[ \frac{A_{0}\cdot e^{-bt}\cdot \sin(\omega_{1}t)}{A_{0}\cdot e^{-b(t+T_{1})}\cdot \sin[\omega_{1}\cdot(t+T_{1})]} \right] =$ +- $\displaystyle= \ln\left[ \frac{\cancel{A_{0}}\cdot \cancel{e^{-bt}}\cdot \cancel{\sin(\omega_{1}t)}}{\cancel{A_{0}}\cdot \cancel{e^{-bt}}e^{-bT_{1}}\cdot \cancel{\sin[\omega_{1}\cdot(t+T_{1})]}} \right] = \ln[e^{bT_{1}}] = b\cdot T_{1}$ +- $\displaystyle\delta = \frac{1}{t}\cdot \ln\left( \frac{A_{0}}{A(t)} \right) \cdot T_{1}$ ### Výsledek -$\displaystyle l = \frac{9.81}{\pi^2 + \frac{1}{(5 \cdot 60)^2} \cdot \ln^2(10)} \, \text{m} = 0.994 \, \text{m}$ \ No newline at end of file +$\displaystyle l = \frac{9.81}{\pi^2+\frac{1}{5\cdot 60}\cdot \ln^2(10)} = 0.994 \, \text{m}$ + +$\displaystyle\delta = \frac{1}{5\cdot 60}\cdot \ln\left( 10 \right) \cdot 2 = 0.015$ \ No newline at end of file diff --git a/KFY FYI1/_assets/priklad9.svg b/KFY FYI1/_assets/priklad9.svg index bd27854..803f572 100644 --- a/KFY FYI1/_assets/priklad9.svg +++ b/KFY FYI1/_assets/priklad9.svg @@ -1,4 +1,4 @@ - + -
l
l
R
R
G = m · g
G = m · g
R
R
G = m · g
G = m · g
φ
φ
Text is not SVG - cannot display
\ No newline at end of file +
l
l
R
R
G = m · g
G = m · g
G = m · g
G = m · g
φ
φ
mgsin(φ)
mgsin(φ)
φ
φ
Text is not SVG - cannot display
\ No newline at end of file