ciężarek o masie jednostkowej na sprężynie zanurzony w lepkiej cieczy
k - współczynnik sprężyny
2n - współczynnik lepkości cieczy (ta 2, to taka sztuczka, żeby dalej wzory ładniej wyglądały)
I) wychylenie początkowe d
II) wymuszenie w postaci
siły działające na ciężarek
a)
W położeniu równowagi równoważą się:
- siła grawitacji
- siła wyporu
- siła naciągu sprężyny
Ponieważ dwie pierwsze będą stałe, a trzecia jest liniowa, więc grawitacji i wyporu można nie uwzględniać.
b)
Poza położeniem równowagi mamy:
- przeciwnie skierowaną do wychylenia siłę naciągu sprężyny
- przeciwnie skierowaną do wektora prędkości siłę oporu cieczy
Te dwa przyspieszenia się dodają.
Układ opisuje więc równanie różniczkowe
,
gdzie
jest wymuszeniem.
Równanie charakterystyczne tego równania ma wyznacznik:
.
Mamy więc trzy przypadki:
1. dla
, czyli
, mamy RORJ:
,
,
.
Na jego podstawie dostajemy również RORN:
.
Ostatecznie dostajemy:
I)
z czego
.
II)
z czego
.
2. dla
, czyli
, mamy RORJ:
,
.
Na jego podstawie dostajemy również RORN:
Ostatecznie dostajemy:
I)
z czego
.
II)
z czego
.
3. dla
, czyli
, mamy RORJ:
,
,
.
Na jego podstawie dostajemy również RORN:
Ostatecznie dostajemy:
I)
z czego
.
II)
,
z czego
.