ひとの笑顔はひとを幸せな気持ちにする。
こんな単純なこと忘れていた

めざめた時のように新鮮でうれしい

ありがとう

妄想モードに入りました。


問)

バネ・ダンパ系の振動について定性的に論ぜよ。


解)

質量:m 粘性定数:c バネ定数:k バネの自然長からの変位:x(t) 

として、系の運動方程式は

mx’’(t)+cx’(t)+kx(t)=0・・・①


y(t)=x’(t)と置いて、変数を増やして、①の微分の階数を落とすと、

上の運動方程式は


x’(t)=y(t)

y’(t)=-(k/m)x(t)-(c/m)y(t)


よって、上の方程式系を行列で表し、k/m=ω^2、c/m=ζと置くと


spin2011さんのブログ


右辺の行列をAとし、固有値をλとすると、

行列式det(λI-A)=0

∴λ^2+ζλ+ω^2=0…②


②の判別式をDとすると、D=ζ^2-4ω^2である。

よって、バネの振動の安定性は以下のような相図になる。


(ⅰ)D≧0の時

②は実根を持つから、根をλ1、λ2として


(ⅰ-1)λ1>λ2>0の時

不安定な結節
spin2011さんのブログ-P1001120.jpg


(ⅰ-2)λ1=λ2>0の時

不安定な結節
spin2011さんのブログ-P1001121.jpg


(ⅰ-3)λ1>0>λ2の時

鞍点
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(ⅰ-4)0>λ1>λ2の時

安定な結節
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(ⅱ)D<0の時

②は複素根を持つから、


(ⅱ-1)ζ>0の時

安定なスパイラル
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(ⅱ-2)ζ=0の時

臨界安定
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(ⅱ-3)ζ<0の時
不安定なスパイラル
spin2011さんのブログ-P1001124.jpg


以上は最も単純な線形自律系モデルの安定性の分類でした。         


ダフィング系や強制系、リミットサイクルが現れるファンデルポール方程式ではどうなるか?




教えてほしい
生きる意味

貴女の生き方を知り
今すべてが判らなくなる
すべてを無意味にしてしまう
過去も明日も
僕に無知を知らせてる
生きること
生まれくることの不思議

荒野に投げ出された自由に縛られ貴女を探していた

貴女というひとつのもの
遠く時と場所を越え
巡り逢うために
繰り返す過ちを越え
僕の自由と貴女の孤独という朱い宿命たちに導かれてたどり着いた

今は見えなくていい
小さな予感さえ僕たちの味方になるだろう
答えは僕たちが知っているから