Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше
Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике
Рассмотрим в качестве примера задачу о линейном демпфировании нелинейных колебаний. Пусть движение описывается уравнением
где — некоторая положительная постоянная. Это уравнение является частным случаем рассмотренного выше уравнения , когда функция . Напишем для этой задачи первое из укороченных уравнений
В явном виде мы не можем проинтегрировать в общем случае это уравнение, но можем сделать некоторые заключения. Интеграл в уравнении (2.12) — всегда положительное число
Далее, по смыслу своего определения. Теперь отметим, что — это некоторое новое переменное, которое при превращается в постоянную интегрирования порождающего уравнения. Мы назвали ее условно амплитудой по аналогии с теорией линейных колебаний. В этом есть определенный смысл. В самом деле, мы только что установили, что полная энергия порождающего уравнения зависит только от этой постоянной. Значит точно так же, как амплитуда в линейных колебаниях, именно эта постоянная или любая ее однозначная функция определяют энергию системы. Следовательно, она играет ту же роль, что и амплитуда.
Предположим теперь, что в начальный момент времени энергия в системе была равна некоторому значению , и пусть в течение некоторого времени она находилась под действнем диссипативной силы . Вычислим производную в силу укороченных уравнений (2.12), принимая во внимание найденное выше выражение :
Следовательно, под действием силы энергия системы непрерывно убывает.
Формула (2.13) позволяет для каждого фиксированного значения «амплитуды» определить скорость убывания энергии. Что касается величины «амплитуды» , то она в этом случае может и не убывать. Характер изменения этой величины, как это следует из уравнения (2.12), определяется только знаком . Это обстоятельство подчеркивает тот факт, что физический смысл «амплитуды» может не иметь никакого отношения к максимальному отклонению от положения равновесия, которое всегда убывает под действием диссипативной силы.