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Normalkoordinaten/Schwingung Elektronik
 
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lala0000



Anmeldungsdatum: 29.12.2020
Beiträge: 7

Beitrag lala0000 Verfasst am: 24. Apr 2021 15:36    Titel: Normalkoordinaten/Schwingung Elektronik Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo an alle! smile

Zurzeit beschäftige ich mit folgender Aufgabenstellung:

Edit schnudl: Foto eingefügt als Attachment
https://share-your-photo.com/5d1a09558b

Zur Lösung ist folgender Hinweis bekannt:

Meine Ideen:
Ich hab mal probiert die Diffgleichung aufzustellen, indem ich die Maschengleichung der 2. Masche mit der großen Masche (außen um Draht) verknüpft hab, dabei bin ich auf folgendes gekommen:

Leider bin ich hier schon unsicher, bezüglich des gewählten Weges... Leider hab ich noch nie Normalkoordinaten berechnen, hätte jemand für den nächsten Schritt einen Vorschlag/Tipp?



5d1a09558b.png
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Zuletzt bearbeitet von lala0000 am 27. Apr 2021 15:13, insgesamt einmal bearbeitet
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 25. Apr 2021 19:34    Titel: Antworten mit Zitat

Normalmodenanalyse

Zitat:
Ich hab mal probiert die Diffgleichung aufzustellen, indem ich die Maschengleichung der 2. Masche mit der großen Masche (außen um Draht) verknüpft hab, dabei bin ich auf folgendes gekommen:


Indem ich die beiden Maschengleichungen anschreibe,
komme ich für das freie System unmittelbar auf das System von Differentialgleichungen:



wobei ich als Abkürzung



verwendet habe.

Ich bin daher etwas verwirrt, wie du auf den von dir geposteten Term kommst, zumal du ja auch den Weg nicht erklärst.

Damit wir nicht-triviale Lösungen erhalten, muss die Determinante der Matrix verschwinden; das liefert


und


Als zugeghörige Normalmoden bekomme ich dann


und


Im Prinzip geht es hier um die Bestimmung von Eigenwerten und Eigenvektoren, was aber nicht unbedingt gewusst werden muss, um zu diesem Ergebnis zu kommen. Es reicht, wenn man die erhaltenen Eigenfrequenzen in die Matrix einsetzt.

Dieses Ergebnis ist typisch für ein System aus gekoppelten harmonischen Schwingern:
Zitat:
Wenn du beide Massen zu Beginn exakt gleich oder genau entgegengesetzt (z.B. +5∘ und −5∘) auslenkst, so verändern sich die Schwingungen der beiden Pendel im Laufe der nicht.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
lala000
Gast





Beitrag lala000 Verfasst am: 27. Apr 2021 08:21    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen lieben Dank für die ausführliche Antwort! Hab auch gemerkt dass der erste Ansatz ziemlich fehlerbehaftet war... Wären in dem Beispiel die Normalkoordinaten äquivalent zu den Normalmoden oder soll man hier analog zu den Schwingungsgleichungen I(t)+=(Ia+Ib) und I(t)-=(Ia-Ib) definierten, hätte es nämlich so probiert die Schwingungsgleichungen zu entkoppeln... Und beim letzten Unterpunkt also bei der Berechnung des inhomogenen Problems, soll dieser Ansatz dann für Ia und Ib verwendet werden oder lieber in das entkoppelte System eingesetzt werden?
Vielen lieben Dank nochmal, deine Antwort hat mich echt sehr sehr weitergebracht!
Liebe Grüße
lala000
Gast





Beitrag lala000 Verfasst am: 27. Apr 2021 08:57    Titel: Antworten mit Zitat



Also das wäre die beiden entkoppelten Gleichungen mit I(t)+=1/2*(Ia+Ib) und I(t)-=1/2*(Ia-Ib)...
Beim Ansetzen mit I(t) Ael*coswt+Aab*sinwt kommt mir aber mit Koeffizientenvergleich noch nicht das richtige Ergebnis heraus...
lalala000
Gast





Beitrag lalala000 Verfasst am: 27. Apr 2021 08:58    Titel: Antworten mit Zitat



lala000
Gast





Beitrag lala000 Verfasst am: 27. Apr 2021 18:50    Titel: Antworten mit Zitat

Hat sich endlich erledigt, danke vielmals!
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 27. Apr 2021 21:05    Titel: Antworten mit Zitat

Vorsicht: Bist du sicher, dass da kein Vorzeichenfehler im ersten rechten Term ist? Ich bekomme für die entkoppelten Gleichungen nämlich





Andernfalls wären die Eigenfrequenzen für die Normalkoordinaten nämlich nicht reell sondern komplex - hier haben wir es aber mit einem schwingungsfähigen System zu tun.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
lala000
Gast





Beitrag lala000 Verfasst am: 28. Apr 2021 07:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ja darin lag der Fehler, ist aber mittlerweile behoben und hab die Aufgabe nun endlich vollständig gelöst... Vielen vielen Dank für die Hilfe!
Liebe Grüße
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