Исследование незатухающих колебаний маятника
Автор: Administrator 14.01.2010 20:39
Исследование незатухающих колебаний маятника включает несколько этапов. Первый этап – задание начального отклонения маятника от вертикали (значение шарнирной координаты – угла поворота в шарнире, соединяющем маятник с подвесом): - щелкните на панели инструментов – Процессы по кнопке – Перейти к модулю моделирования. Система Универсальный механизм перейдет в режим моделирования; - щелкните в окне Список элементов по пункту Координаты. Появится окно Инспектор, в котором отражается список координат, содержащий единственный элемент,.
В верхней части окна Инспектор расположена панель инструментов, включающая следующие кнопки: – Пошаговое увеличение выделенных координат; – Расчет конфигурации при заданных значениях координат; – Пошаговое уменьшение выделенных координат; – Режим замыкания разрезанных цепей; – Установить нулевые значения всем координатам; – Установить нулевые значения всем скоростям; – Расчет положения равновесия; – Прочитать значения координат из файла; – Записать значения координат в файл; - переместите указатель мыши в поле ячейки, расположенной в третьем столбце таблицы. Появится подсказка: Выделение координаты для пошагового изменения; - щелкните по этой ячейке мышью для выделения координаты. В ячейке появится галочка – признак выделения; - щелкните мышью на кнопке – Пошаговое увеличение выделенных координат или – Пошаговое уменьшение выделенных координат и, не отпуская клавишу мыши, увеличивайте/уменьшайте значение шарнирной координаты – угла поворота в шарнире.
Возможное начальное отклонение маятника от вертикали показано на рис. 1.12 Начальное отклонение маятника от вертикали можно задать и прямым вводом численного значения координаты и/или скорости в полях таблицы в окне Инспектор. Второй этап – запуск процесса моделирования. Это можно выполнить тремя способами. Первый способ – с помощью системы меню: - щелкните в главном меню системы Универсальный механизм по пункту Объект. Появится выпадающее меню; - щелкните в выпадающем меню по пункту Моделирование. Второй способ – с помощью комбинации клавиш: нажмите комбинацию клавиш Ctrl+R. Третий способ – с помощью панели инструментов: щелкните на панели инструментов – Инструменты по кнопке – Запустить процесс моделирования. Во всех трех случаях начнется процесс моделирования. После завершения процесса моделирования щелкните по кнопке – Прервать процесс моделирования. Поскольку в модели нет диссипативных сил, то маятник будет совершать незатухающие периодические колебания. По окончании 10 с модельного времени (то есть времени моделирования маятника) процесс автоматически переходит в режим паузы. В режиме моделирования окно Инспектор служит для графического и цифрового отображений характерных переменных выделенного элемента из списка элементов активного объекта (каждый тип элементов имеет свой набор характерных переменных). Кроме того, в окне Инспектор задаются начальные условия и отображаются параметры интегратора. Третий этап – просмотр результатов моделирования в графическом виде, доступный в режиме паузы: щелкните в окне Список элементов по нужному телу, например Маятник, чтобы получить доступ к графикам. переместите указатель мыши на верхние две линии в окне Инспектор, нажмите левую кнопку мыши и, не отпуская ее, переместите указатель мыши вверх или вниз. Окно Инспектор перейдет в плавающий режим. Появится заголовок окна. Пример такого состояния окна Инспектор показан на рис. 1.14; - щелкните в окне Инспектор по кнопке управления – Развернуть. Появится окно Инспектор в развернутом виде с результатами моделирования в графическом виде,. Как видно из графиков, колебания маятника при отсутствии сопротивления являются периодическими, но негармоническими, потому что при больших углах отклонения маятника уравнения движения становятся существенно нелинейными. Четвертый этап – просмотр текущих значений результатов моделирования: - щелкните в развернутом окне Инспектор по вкладке Текущие значения. Появится окно Инспектор в развернутом виде с текущими значениями результатов моделирования,.



