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振動學
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考試重點
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求
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運動方程式
- 求法
- 牛頓第二定律
- 拉普拉斯
- 力學能守恆
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自然頻率
- 列出方程式
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運動路徑x(t)
- 解ODE
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前言
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振動
- 運動系統在 穩定平衡 位置來回 往復運動
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振動分類
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自由振動
- 由系統本身之 回復力 所帶動之振動
- 與初始條件有關
- 回復力由來
- 彈簧變形
- 因 彈簧變形量 所產生之 回復力
- 與重力無關
- 重力位能
- 因重力所造成之 力矩方向變化 而產生之回復力
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強迫振動
- 因週期性外力作用造成之振動
- 強迫振動由來
- 週期性外力作用
- 底座具有週期性位移
- 質量分布不均
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名詞解釋
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振幅(amplitude)
- 彈簧振子離平衡位置之最大位移量。
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週期(period)
- 往復來回振盪一次所經歷的時間
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頻率(frequency)
- 單位時間內所振盪的次數
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一個自由度振動
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無阻尼(有週期)
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彈
簧
變
形
- 運動方程式
- 自然頻率
- 運動路徑x(t)
- 其中
- 若由靜平衡位置取廣義座標,
則彈簧衡放直放方程式都一樣
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重
力
位
能
- 單擺
- 運動方程式
- 自然頻率
- 複擺
(固定點)
- 運動方程式
- 自然頻率
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週
期
外
力
- 運動方程式
- 自然頻率
- 運動路徑
x(t)
- 放大因子
(magnification
factor)
- 共振
- ω=ωn⊳⊳MF→∞
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週期位移
- 運動方程式
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質量分布不均
- 運動方程式
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阻尼(只有低阻尼有週期)
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彈
簧
變
形
- 運動方程式
- 運動
路徑
x(t)
- 過阻尼
(ξ>1)
- 臨界阻尼
(ξ=1)
- 低阻尼
(ξ<1)
- 其中
- 臨界阻尼
- 阻尼比
- 總結
- 阻尼力與彈簧力方向相同
- 無論ξ值為何,X(t)終將收斂至0
- 臨界阻尼(ξ=1)收斂最快
- 低阻尼(ξ<1)有震盪現象
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阻尼強迫
- 運動方程式
- 運動路徑x(t)
- 其中
- 放大因子
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兩個自由度振動
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運動方程式
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列式
- 解矩陣