令,方程转化为
先求出,再代入求得.
(资料图片)
令,方程转化为一阶微分方程
后续过程同上。
令,则
原式变为一阶微分方程
后续过程同上。
形如
的微分方程,称为常系数齐次二阶线性微分方程,常系数指的各项系数为常数,齐次指的是等号右边为0。
方程对应的特征方程为
对应两根分别为,.
两个不等实根,,
两个相等实根,
一对共轭复根,
水平地面上一质量为m的物体与弹簧相连,受到弹簧恢复力,受到地面阻力,其中,为常数,初始速度,初始位置,求.
由牛顿第二定律:
化简得
对应特征方程的根
1.阻尼较小时:
代入初始值,得
令
,
则
函数图像如图所示,对应阻尼振荡。
当时,两根实部为,,对应简谐振荡(谐振)。
2.阻尼较大时:
对应图像:
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