简谐运动的初相怎么求

湖北松滋2023-05-07  30

简谐运动(Simple harmonic motion)(SHM)随时间按余弦(或正弦)规律的振动,或运动。又称简谐振动。

简谐运动是最基本也最简单的机械振动。当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。(如单摆运动和弹簧振子运动)实际上简谐振动就是正弦振动。故此在无线电学中简谐信号实际上就是正弦信号。

相位是个物理概念,指应用向量或三角函数来描述正弦交流电时的概念,

在电学中f(t)=Asin(ωt+φ),表示一个单频率的电信号,A称为信号幅度,ω=2πf,ω称为角频率(弧度/秒),f=1/T称为信号频率(赫兹),T称为信号周期(秒),t称为时间,φ称为信号的初始相位(弧度)

在数学中,在讨论形如f(x)=Asin(ωx+φ)的三角函数时,就将上面物理概念搬过来,形如f(x)=Asin(ωx+φ),f(x)=Acos(ωx+φ)的三角函数图像上任一点的位置,称为该函数的相位

如f(x)=sin(x+π/6)

f(π/4)=sin(π/4+π/6)

则5π/12就是函数在x=π/4时的相位,其中π/6为函数在x=0时的相位,又叫初相位

说到相位,必须指明什么时候的相位,至于如何求初相,这要根据题目所给条件,一般是先确定函数的ω值,然后根据图像上任一已知点坐标代入,即可求出。

给你一个例题已知函数y=Asin(ωx+φ)+n的最大值为4,最小值为0,最小正周期为π/2,直线x=π/3是其图像的一条对称轴,若A>0,ω>0,0<φ<π/2求函数解析式。

解析:∵函数y=Asin(ωx+φ)+n的最大值为4,最小值为0,最小正周期为π/2

∴A+n=4,n-A=0==>n=2,A=2

ω=2π/T==>ω=4

∴y=2sin(4x+φ)+2

∵直线x=π/3是其图像的一条对称轴

∴4π/3+φ=π/2==>φ=-5π/6==>φ=7π/6

4π/3+φ=-π/2==>φ=-11π/6==>φ=π/6

∵0<φ<π/2

∴y=2sin(4x+π/6)+2

两个同方向同频率的简谐运动,其振动表达式为 x1=6×10^(-2)cos(5t+丌),

x2=2×10^(-2)cos(5t-丌)=2×10^(-2)cos(5t+丌)故合振动x=x1+x2=8×10^(-2)cos(5t+丌)振幅8x10 ^(dao-2),初相丌。

合振动的振幅=分振动振幅差(即A=004);初相位取分振动振幅大的那个分振动的振幅(即φ=-π/2)。

当频率一致时,用向量加减的方法很好做。画出t=0时两个函数的向量,x1是指向y轴负方向的长为008的向量,x2是指向y轴正方向的长004的向量,相加得到一个长004指向y负方向的向量。所以得到初相为-pi/2。根据得到向量的长短也可以得到相加后的振幅,而频率也不会变化。

扩展资料:

在三角函数模型中我们会遇到三角函数图像y=Asin(ωx+φ)。物理中,描述简谐运动的物理量,如振幅、周期、和频率等都是与这个解析式中的常数有关。

A就是这个简谐运动的振幅(amplitude of vibration),它是做简谐运动的物体离开平衡位置的最大距离;

这个简谐运动的周期(period)是T=2π/ω,这是做间歇运动的物体往复运动一次所需要的时间;

这个简谐运动的频率(frequency)由公式f=1/T=|ω|/2π(这里的频率不是指角速率)它是做简谐运动的物体在单位时间内往复运动的次数。

参考资料来源:百度百科-初相

由三角函数的诱导公式二 sin(π+α)=-sinα可得 y=-2sin(2x+π/3)=y=2sin(2x+π/3+π)=2sin(2x+4π/3) 当函数y=Asin(ωx+φ )(x>=0,A>0,ω>0),当x=0,初相为φ 所以初相为4π/3

看上升沿与x轴第一个相交点

请认真理解初相的定义。

x=0

求解后会有无穷多个解,

那么初相就是第一个了,但我们通常希望一个波动从上升沿开始

所以

以上就是关于简谐运动的初相怎么求全部的内容,包括:简谐运动的初相怎么求、三角函数的初相位怎么计算、两个简谐运动合成之后得到的振动的初相合振幅公式怎么算出来的等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

转载请注明原文地址:https://juke.outofmemory.cn/read/3837831.html

最新回复(0)