Самодвижущийся маятник
Вот такой маятник:
На смотря на картинковый вид, это именно маятник, а не чертёж маятника. Это железка длиной полметра, шириной 10 см и весом 19.5 кг, прицепленная сверху шарниром.
Земля тут не нарисована, но и она присутствует в виде сил тяжести:
У меня эта железка из кубиков, на которые действуют разнообразные силы. Материал известен, а значит и масса кубика. Чтобы узнать силу притяжения земли, надо задать ускорение свободного падения. Она и задаётся для всех этих «кубиков»:
Сила тяжести действует по направлению оси Y и она для всех кубиков одинакова.
Но если бы была только эта сила, железка висела бы неподвижно. Её вес уравновешивался бы реакцией шарнира.
Но её качнули. Как качнули, чем качнули неизвестно и не очень важно. Также не очень важно, что притяжение Земли возникло из-за её большой массы. По каким-то причинам в начальный момент времени (начальное условие) низ маятника движется со скоростью 0.5 м/с:
Это целый механизм и даже не только естественными силами запущенный. Естественны тут только инерция тяжелой железки и притяжение Земли, а запущен процесс толчком руки. С таким же успехом винт вертолёта может крутить двигатель (а все остальное можно считать).
В результате всего этого (железки с размерами и весом, Земли и начальной скорости) начнутся колебания, которые можно посмотреть в виде мультфильма:
Напряжения тут не очень важны. Такой-то железке с таких колебаний ничего не сделается. Тут важно, что в компьютере запустился физический процесс колебаний с амплитудой до 9 см. И он сам продолжается. Этот маятник может на что-то давить, например, при крайних положениях. Деформацию той штуковины можно тоже можно будет увидеть. Но процесс происходит сам, не надо задавать перемещение и воздействие сложными функциями, полученными при решении задачи о колебании маятника или другой задачи о физическом процессе.
|