קורסמכניקת מיקרו-מערכות
מספר קורס00350041
עידו פנג בנטוב
CLASSIFIED
CLASSIFIED


חלק א’

רזונטור מורכב ממסה קפיץ ומרסן, ועל המסה פועל כוח מחזורי. משוואת התנועה של הבעיה היא:

משוואת התנועה האל-ממדית של הבעיה היא:

כאשר:

התגובה המחזורית המפותחת נתונה לפי:

כאשר:

התדר בו מתקבלת המהירות המרבית הוא:

התדר בו מתקבלת ההזזה המרבית הוא:

התאימו את תכנת ה-MATLAB הנתונה והתאימו אותה לסעיפים הבאים. בחרו בין ל-.

הריצו סריקת תדרים בתחום.



שאלה 1

חשבו את (והציגו גרף של) ההספק הממוצע שהכוח החיצוני מכניס למערכת.

פתרון:
bookhue

איור HW6.1: ההספק הממוצע שהכוח החיצוני מכניס למערכת.

שאלה 2

באיזו תדירות של הכוח החיצוני, ההספק הממוצע מקסימלי?

פתרון:
כפי שניתן לראות מאיור HW6.1, ההספק הממוצע המקסימלי מתקבל ב- (בדיוק).

שאלה 3

זהו בסריקה את התדר של ההזזה המקסימלית ואת התדר של המהירות המקסימלית.

בכל אחד משני התדרים האלה, לאורך מחזור מפותח אחד, הציגו גרף של האנרגיה הכוללת במערכת

האם האנרגיה הכוללת במערכת קבועה בזמן?

פתרון:
התדר של ההזזה המקסימלית נמצא ב- . התדר של המהירות המקסימלית נמצא ב- .

bookhue

איור HW6.2: האנרגיה הכוללת במערכת במצב מתמיד במחזור אחד עבור שני תדרים שונים.

כפי שניתן לראות מאיור HW6.2, האנרגיה הכוללת במערכת קבועה בזמן בתהודה במהירות. לעומת זאת, האנרגיה הכוללת תונדת בזמן בתהודה בהזזה.

שאלה 4

לפי סעיפים ו-, האם התדר בו ההזזה מקסימלית יכול להיחשב כתדר הרזוננס?

פתרון:
לא, התדר לא יכול להיחשב כתדר התהודה. כפי שראינו בשאלה 2, ההספק הממוצע שהכוח החיצוני מספק למערכת מקסימלי דווקא ב-, ולא ב-. בנוסף, בשאלה 3 ראינו שהאנרגיה הכוללת במערכת קבועה בזמן רק ב-, בעוד שב- היא תונדת - כלומר המערכת מחליפה אנרגיה עם הכוח החיצוני במהלך המחזור. ב- המהירות נמצאת בדיוק בפאזה עם הכוח המניע, מה שהופך אותו ליעיל ביותר באספקת אנרגיה, ולכן זהו התדר שיש לשייך לתהודה.