Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
10120Mechanikanieliniowaichaos
miarą„intensywności”wymuszenia.Jeśliγ<1,toamplitudasiływymuszającej
jestmniejszaodciężaruciężarka;spodziewamysięwówczas,żewpływwymuszeniana
ruchciałabędzieniewielki.(Takasiławymuszającaniepozwalanaprzykładutrzymać
wahadławpozycjiwychylonejo01900).Jeśliγ>1,toamplitudasiływymusza-
jącejjestwiększaodciężaruciężarkaimożemysięspodziewać,żewymuszeniebędzie
mogłopowodowaćznaczącezmianywruchuwahadła(naprzykładspowoduje,żewa-
hadłowychylisięokąt01π,czyliustawisiępionowodogóry).Potychwszystkich
podstawieniachrównanieruchutłumionegowahadłazwymuszeniem(12.9)przyjmuje
postać
0+2;˙
¨
0+ω2
osin01γω2
ocosωt.
(12.11)
Analizierozwiązańtegorównaniapoświęconychjestkilkanastępnychpodrozdziałów.
12030KilkaspodziewanychwłaściwościTWW
Właściwościoscylatoraliniowego
Abydocenićniezwykłebogactworuchuchaotycznegotłumionegowahadłazwymu-
szeniem,musimysięnajpierwzastanowić,jakiegozachowaniamożemysięspodziewać
napodstawienaszychdoświadczeńzoscylatoramiliniowymi.Wszczególności,jeśli
zredukowanaamplitudawymuszeniajestmała,γ1,awchwilipoczątkowejwahadło
znajdujesięwpołożeniurównowagi(010)iuzyskujemałąprędkośćpoczątkową,to
spodziewamysię,żewychylenie0będziemałedladowolnejchwili.Mamywięcpra-
woprzypuszczać,żeuzasadnionebędzieprzybliżeniesin0wrównaniu(12.11)przez0,
dziękiczemurównanieruchustajesięrównaniemliniowym
0+2;˙
¨
0+ω2
o01γω2
ocosωt7
(12.12)
któredokładniepokrywasięzrównaniem(5.57)dlaoscylatoraharmonicznego,oma-
wianymwrozdziale5.Rozwiązanietegorównaniamożnakrótkopodsumowaćwnastę-
pującysposób:początkowezachowaniewahadłazależyodwarunkówpoczątkowych,
awszelkieróżnicewynikającezwarunkówpoczątkowych(tzw.członyprzejściowe)
szybkozanikająiruchzbliżasiędojednoznacznieokreślonego„atraktora”,odpowia-
dającegosinusoidalnymoscylacjomwahadłazczęstościąrównączęstościsiływymu-
szającej
0(t)1Acos(ωt1δ).
(12.13)
Teprzewidywaniadobrzeilustrujewykresnarysunku12.2,pokazującyruchtłu-
mionegowahadłazwymuszeniemdladośćmałejwartościγ1072.[Równaniaruchu
(12.11)wpostaciścisłejnieudajesięrozwiązaćanalitycznie;powyższywykresiwszyst-
kiedalszewykresyruchuTWWotrzymano,rozwiązująctorównaniewsposóbnume-