Wie löse ich die Phasenkonstante bei gegebener Amplitude und Kreisfrequenz auf?

Ein Kolben (mit der Masse M) in einem Automotor befindet sich in einer vertikalen einfachen harmonischen Bewegung mit der Amplitude A. Der Motor läuft mit einer Periode T. Angenommen, ein kleines Stück Metall mit der Masse m würde sich von der Oberfläche des Kolbens lösen, wenn er (der Kolben) befindet sich am tiefsten Punkt z und die Geschwindigkeit ist v. An welcher Stelle in Metern verliert das Metallstück den Kontakt zum Kolben?

Auch die maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung sind angegeben.

Das Lehrbuch gibt diese Gleichungen an:

X ( T ) = A C Ö S ( w T + φ )

v ( T ) = w A S ich N ( w T + φ )

A ( T ) = w 2 A C Ö S ( w T + φ )

Ich schlage daher vor, dass der beste Weg, dies herauszufinden, darin besteht, nach der Zeit zu suchen, zu der die Beschleunigung maximal ist, und diese Zeit dann einzustecken X ( T ) . Aber ich muss zuerst nach der Phasenkonstante auflösen. Ist das richtig? Wenn ja, wie finde ich die Phasenkonstante?

Antworten (1)

Die Phasenkonstante wird nur benötigt, wenn Sie eine bestimmte Anfangsbedingung haben, zB wenn ich Ihnen gesagt habe, wo X war zur zeit T = 0 , könntest du auflösen φ . Ansonsten können Sie einfach wählen, was Sie wollen: Beachten Sie, dass es in allen Funktionen gleich ist.

Wählen Sie einen Wert für φ ist analog, wenn Sie den Zeitursprung manuell auf etwas einstellen, das Ihnen gefällt. Stellen Sie sich vor, Sie beobachten die harmonische Bewegung für eine Weile und entscheiden dann darüber T = 0 sollte der Zeitpunkt sein, an dem der Kolben ganz oben ist. Oder du könntest das entscheiden T = 0 sollte der Zeitpunkt sein, an dem der Kolben ganz unten ist. Oder mittendrin.

Somit kannst Du für Dein Problem einfach einstellen φ = 0 .

Genau das wollte ich hören. Ich würde dir Kekse schicken.