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
Possiamo cercare gli autovalori ricorrendo al polinomio caratteristico
Anche semplificando l'aspetto rimane di difficile lettura
Proviamo a mettere qualche numero
Ritorniamo al problema iniziale. Formalmente possiamo scrivere, mimando la notazione vettoriale
Per arrivare al sistema dobbiamo 'sgomitolare' le eq
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
Calcolimao gi autovalori
notando che sono doppi; (il sistema ammette DUE frequeze di risonanza)
Estraiamo il primo autovalore; osseerviamo che la parte reale è nulla (non abbiamo dissipazione)
Attenzione al momento dell'estrazione se si usaTableForm
Estraiamo il terzo autovalore
Calcoliamo ora gli autovettori
1.` | 1.` | ||
1.` | 1.` | ||
1.` | |||
1.` |
Estraiamo il secondo autovettore
ed il terzo autovettore
con attenzione se si usa il TableForm
Si possono calcolare gli auotovalori e gli autovettori in modo immediato; in ordine,
prima gli autovalori, poi gli autovettori
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Costruiamo la soluzione come combinazione lineare dei prodotti
Exp[λ t] V
Espandiamo per mettere in evidenza il carattere oscillatorio
Ripuliamo dagli zeri...
Avremmo potuto usare EigenSystem (solo un po piu laborioso per estrarre i valori)
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
Vediamo che forma assume la soluzione sostituendo il valore della prima costante
Introduciamo i valori di tutte le costanti
Semplifichiamo eliminado gli zeri...
Estraiamo le quattro soluzioni
Ricordiamo (dispense) che 1.73205 =
Disegnamo le soluzioni (spostamento e velocità di ed ) per un tempo di 40 s.
Se lavoriamo nello spazio delle fasi ( e ) possiamo usare ParametricPlot; verificare
la corrispondenza con i grafici separati.