* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
гл. I V ]
ВЫНУЖДЕННЫЕ
КОЛЕБАНИЯ
83
будет служить решением, хотя бы и частным, для ( 3 5 ) . Выполняя под становку, находим: А (« -Р ) = *1(56&)
2 2 0
Итак, если А удовлетворяет условию ( 5 6 ) , то (56) будет решением ( 5 5 ) . Чтобы найти общее решение, поступаем так ж е , как и в соответствующем случае при решении уравнения (а) (гл. I I I , пример 2 ) . Заменяя Х cos pt-- у, х —f п
находим для у: d*y
откуда вытекает и общее решение уравнения ( 5 5 ) : х =
*0
от(я 2 0
cos pt--A sin ntf -f" В cos n t. •Р )
г 0
(57)
Первый член (57) представляет с о б о й вынужденное колебание с час тотой р> равной частоте принуждающей силы, второй и третий пред ставляют собой собст венное колебание. Если п больше р т.е. если собствен ный период меньше периода принуждаю щей силы, то знак множителя при cos pt положительный, т. е. фаза принуждающей силы совпадает с ф а зой вынужденного к о лебания. Если же л А? у р & меньше-р , т. е. если период колебания Рис. 20а. Рис. 20Ь. принуждающей силы меньше, ^ем собственный период системы, тогда знак множителя при cos pt будет отрицательный, а это значит, что фаза колебания отстает на 180°, или на величину тг, от фазы принуждающей силы. Этот вьшод легко можно проверить на опыте, перемещая точку привеса небольшого маятника, как указано на рис. 20а и 20Ь. Нам остается исследовать случай # == р*. В этом случаз х, обраща ется в бесконечность. Для того чтобы выяснить, какой фйзический смысл имеет этот случай, определим произвольные постоянные А и dx полагая, что, при ? = 0, х~x и — х& . Эти условия дают:
2 2 у 2 0 2 0 2 0 ( Q 0
т{п*-р )
2
{-В
и
v ~An ,
a 0
(5S)
G*