Trillingen: algebraïsch rekenen

Rob stelde deze vraag op 10 mei 2010 om 18:42.

Twee deeltjes beschrijven een harmonische beweging met zelfde amplitude en zelfde frequentie langs dezelfde rechte. Ze passeren elkaar in tegengestelde zin met identieke snelheden telkens hun uitwijking gelijk is aan de helft van de amplitude. Bepaal de grootte van het faseverschil tussen de harmonische trillingen.

 

Wel ik weet dus hoe je dit grafisch kan bekomen:

Wanneer is een cosinus gelijk aan 0,5 in een stijgende flank?
Wanneer is een cosinus gelijk aan 0,5 in een dalende flank?
Hoe groot is het hoekverschil tussen die twee punten?
en dat gaf 120°.

Maar wat ik me afvroeg is of er ook makkelijke algebraïsche manier is om dit probleem op te lossen of dat zoiets best steeds grafisch wordt gedaan?

 Ik dacht bv. aan het stelsel (omega=o,b=beginfase):

sin(ot+b1)=-sin(ot+b2)
cos(ot+b1)=cos(ot+b2)

 

Reacties

JB op 15 mei 2010 om 14:00

Het STELSEL vergelijkingen dat je gebruikt is ongeschikt om het antwoord te berekenen. De 2e vergelijking is namelijk direct af te leiden uit de eerste (via differentieren). De vergelijkingen zijn dus niet onafhankelijk. De eerste vergelijking is echter op zich al voldoende. Je stelt b1=0. Die vrijheid heb je, het gaat per slot van rekening om het faseVERSCHIL. Vervolgens stel je

cos(ωt)=1/2.

Dit levert ωt. Aansluitend los je

cos(ωt+b2) = 1/2

op voor b2.

 

Kees op 20 mei 2010 om 22:16

Het bepalen van het faseverschil van de twee harmonisch trillende punten kan op een eenvoudige manier als je er van uit gaat dat de fase van een harmonisch trillend punt het aantal verrichte trillingen is.

Wanneer punt 1 halverweg de amplitude naar rechts gaat heeft dit punt 1/8 trilling verricht. Punt 2 is dan op dezelfde plaats en gaat naar rechts en heeft dan 3/8 trilling verricht.

Het faseverschil is dus 1/4.

JB op 20 mei 2010 om 23:18

Wat Kees zegt klopt niet. De fase is inderdaad het aantal voltooide trillingen maar dan wel gerekend naar het aantal voltooide trillingstijden. Een fase van 1/8 komt overeen met een fasehoek van 45o en sin(45)=cos(45)=√2/2 (ongelijk aan 1/2 dus).

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft achttien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)