![[Graphics:../Images/index_gr_439.gif]](../Images/index_gr_439.gif)
Supponiamo di aver scritto le eq di un sistema con due masse e tre molle e di averlo
trasformato in un sistema di 4 eq del primo ordine
![[Graphics:../Images/index_gr_440.gif]](../Images/index_gr_440.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_441.gif]](../Images/index_gr_441.gif)
Possiamo cercare gli autovalori ricorrendo al polinomio caratteristico
![[Graphics:../Images/index_gr_442.gif]](../Images/index_gr_442.gif)
Anche semplificando l'aspetto rimane di difficile lettura
![[Graphics:../Images/index_gr_444.gif]](../Images/index_gr_444.gif)
Proviamo a mettere qualche numero
![[Graphics:../Images/index_gr_446.gif]](../Images/index_gr_446.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_448.gif]](../Images/index_gr_448.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_450.gif]](../Images/index_gr_450.gif)
Ritorniamo al problema iniziale. Formalmente possiamo scrivere, mimando la notazione vettoriale
![[Graphics:../Images/index_gr_452.gif]](../Images/index_gr_452.gif)
Per arrivare al sistema dobbiamo 'sgomitolare' le eq
![[Graphics:../Images/index_gr_454.gif]](../Images/index_gr_454.gif)
Dalla teoria generale sappiamo che possiamo scrivere la soluzione come combinazione lineare di
Exp[λ t] V
dove λ è un autovalore e V un autovettore.
Per vedere gli autovalori e le autovettori assegnamo dei valori alle costanti (gli stessi di prima);
nel caso che segue supponiamo che la costante della molla di accoppiamento sia pari alle
altre du emolle; anche le masse sono uguali ed unitarie
![[Graphics:../Images/index_gr_456.gif]](../Images/index_gr_456.gif)
Calcolimao gi autovalori
![[Graphics:../Images/index_gr_457.gif]](../Images/index_gr_457.gif)
notando che sono doppi; (il sistema ammette DUE frequeze di risonanza)
![[Graphics:../Images/index_gr_459.gif]](../Images/index_gr_459.gif)
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Estraiamo il primo autovalore; osseerviamo che la parte reale è nulla (non abbiamo dissipazione)
![[Graphics:../Images/index_gr_464.gif]](../Images/index_gr_464.gif)
Attenzione al momento dell'estrazione se si usaTableForm
![[Graphics:../Images/index_gr_466.gif]](../Images/index_gr_466.gif)
Estraiamo il terzo autovalore
![[Graphics:../Images/index_gr_468.gif]](../Images/index_gr_468.gif)
Calcoliamo ora gli autovettori
![[Graphics:../Images/index_gr_470.gif]](../Images/index_gr_470.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_472.gif]](../Images/index_gr_472.gif)
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1.` |
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1.` |
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1.` |
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1.` |
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1.` |
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1.` |
Estraiamo il secondo autovettore
![[Graphics:../Images/index_gr_483.gif]](../Images/index_gr_483.gif)
ed il terzo autovettore
![[Graphics:../Images/index_gr_485.gif]](../Images/index_gr_485.gif)
con attenzione se si usa il TableForm
![[Graphics:../Images/index_gr_487.gif]](../Images/index_gr_487.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_489.gif]](../Images/index_gr_489.gif)
Si possono calcolare gli auotovalori e gli autovettori in modo immediato; in ordine,
prima gli autovalori, poi gli autovettori
![[Graphics:../Images/index_gr_491.gif]](../Images/index_gr_491.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_493.gif]](../Images/index_gr_493.gif)
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![[Graphics:../Images/index_gr_508.gif]](../Images/index_gr_508.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_510.gif]](../Images/index_gr_510.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_512.gif]](../Images/index_gr_512.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_514.gif]](../Images/index_gr_514.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_516.gif]](../Images/index_gr_516.gif)
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Costruiamo la soluzione come combinazione lineare dei prodotti
Exp[λ t] V
![[Graphics:../Images/index_gr_531.gif]](../Images/index_gr_531.gif)
Espandiamo per mettere in evidenza il carattere oscillatorio
![[Graphics:../Images/index_gr_533.gif]](../Images/index_gr_533.gif)
Ripuliamo dagli zeri...
![[Graphics:../Images/index_gr_535.gif]](../Images/index_gr_535.gif)
Avremmo potuto usare EigenSystem (solo un po piu laborioso per estrarre i valori)
![[Graphics:../Images/index_gr_537.gif]](../Images/index_gr_537.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_539.gif]](../Images/index_gr_539.gif)
Adesso risolvoamo il sistema (4x4) imponendo che, pet t=0, le condizioni inziali siano
x1[0]=1, v1[0]=0, x2[0]=1, v2[0]=0
cioè solo la prima massa subisce uno spsotamento unitario
![[Graphics:../Images/index_gr_541.gif]](../Images/index_gr_541.gif)
Vediamo che forma assume la soluzione sostituendo il valore della prima costante
![[Graphics:../Images/index_gr_544.gif]](../Images/index_gr_544.gif)
Introduciamo i valori di tutte le costanti
![[Graphics:../Images/index_gr_546.gif]](../Images/index_gr_546.gif)
Semplifichiamo eliminado gli zeri...
![[Graphics:../Images/index_gr_548.gif]](../Images/index_gr_548.gif)
Estraiamo le quattro soluzioni
![[Graphics:../Images/index_gr_550.gif]](../Images/index_gr_550.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_552.gif]](../Images/index_gr_552.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_554.gif]](../Images/index_gr_554.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_556.gif]](../Images/index_gr_556.gif)
Ricordiamo (dispense) che 1.73205 =
![[Graphics:../Images/index_gr_559.gif]](../Images/index_gr_559.gif)
Disegnamo le soluzioni (spostamento e velocità di ed
) per un tempo di 40 s.
![[Graphics:../Images/index_gr_563.gif]](../Images/index_gr_563.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_565.gif]](../Images/index_gr_565.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_567.gif]](../Images/index_gr_567.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_569.gif]](../Images/index_gr_569.gif)
![[Graphics:../Images/index_gr_571.gif]](../Images/index_gr_571.gif)
Se lavoriamo nello spazio delle fasi ( e
) possiamo usare ParametricPlot; verificare
la corrispondenza con i grafici separati.
![[Graphics:../Images/index_gr_575.gif]](../Images/index_gr_575.gif)