[natuurkunde] afleiding oscillator energie

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 232

afleiding oscillator energie

Dag,

ik dien theoretisch de formule af te leiden voor de potentiele energi ifv. de tijd bij een perfecte harmonische beweging.
Untitled1.png
Untitled1.png (11.56 KiB) 233 keer bekeken
Ik heb dit reeds correct, op uitzondering van het teken:

Potentiele ontstaat tgv. de arbeid geleverd door de terugroepkracht:
\(dE_{p}=- \int\overrightarrow{F}.d\overrightarrow{y} = \int F.dy \)
De kracht kan ik uitwerken dmv. de 2de wet van Newton:
\(a = -\omega^{2}.A.cos(\omega.t)\)
\(dy = -\omega.A.sin(\omega.t)\)
De integraal kan ik dan herschrijven tot:
\(E_{p}(t) = m.\omega^{3}.A^{2}.\int cos(\omega.t).sin(\omega.t)\)
Het resultaat wordt dan:
\(E_{p}(t) = -\frac{1}{2}.\omega^{2}.m.y^{2}(t)\)
De formule is correct, maar het minteken is incorrect. Hoe kan ik dit aanpassen? Of interpreteer ik het foutief?

grtz

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.591

Re: afleiding oscillator energie

Je stelt dat de potentieele energie gelijk is aan de arbeid gelevert door de terugroepkracht.

Hier heb ik mijn bedenkingen bij.

Is dit wel zo.

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: afleiding oscillator energie

Als je demping verwaarloost kan je de differentiaalvergelijking
\(m \ddot x + kx=0\)
oplossen naar de verplaatsing x.

Potentiële energie van een veer:
\( E_{pot} = \frac{1}{2}k \cdot x^2 \)
want
\( E_{pot} =- \int F dx \)
waarin
\(F=-kx \)
.

Zie je het nu?
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 232

Re: afleiding oscillator energie


Je stelt dat de potentieele energie gelijk is aan de arbeid gelevert door de terugroepkracht.
Ik heb hier idd. wat voorbarig deze foute stelling neergeschreven, akkoord Maar ik mag de kracht die zorgt voor potentiele energie alleszins uitschrijven als het product van de massa met de versnelling, lijkt me toch.
Zie je het nu?
Deze had ik idd. ook geprobeerd, maar ik zou graag de uitwerken dmv. 2de wet van Newton wil hebben. Enkel dat minteken zit me dwars, probleem erbij is dat het minteken duidt op een foutief veronderstelde aanname. Dus een denkfout, laat nou net het opzet van de oefening zijn dat inzicht telt...Nogal tegenstijdig als je het wel begrijpt, maar de formule wel incorrect is...

Enfin, mocht het echt niet lukken dan schrijf ik het wel uit met de veerkracht..

mvg

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.591

Re: afleiding oscillator energie

\(-k\cdot y =m \cdot a =m \cdot \frac{d^2y}{dt^2} \)
\(m \cdot \frac{d^2y}{dt^2}+k\cdot y=0 \)
Oplossing:
\(y=A \cdot \sin (\omega t) \)
\(v=\omega \cdot A \cdot \cos(\omega t) \)
\( a=- {\omega}^2 \cdot A \cdot \sin ( \omega t) \)
\(a =-{\omega}^2 \cdot y \)

Berichten: 232

Re: afleiding oscillator energie

@aadkr:

Wel die methode heb ik ook toegepast. Maar ik doelde eerder op de methode waarbij ik de formule voor potentiele energie uitwerk door de krachtcomponent uit te werken dmv. massa en de versnelling. Op de manier waarop ik de afleiding maakte in m'n eerste post. En daar verscheen/verschijnt een minteken...

Maar ik zal de uitwerking wel geven als diff.vgl. met veerkracht als leidende factor.

mvg

Reageer