100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Solutions for Oscillations and Waves, 2nd Edition Fitzpatrick (All Chapters included)

Beoordeling
4.5
(2)
Verkocht
4
Pagina's
140
Cijfer
A+
Geüpload op
17-03-2024
Geschreven in
2019/2020

Complete Solutions Manual for Oscillations and Waves, 2nd Edition by Richard Fitzpatrick ; ISBN13: 9781138479715. (Full Chapters included Chapter 1 to 11)....Chapter 1. Simple Harmonic Oscillation Chapter 2. Damped and Driven Harmonic Oscillation Chapter 3. Coupled Oscillations Chapter 4. Transverse Standing Waves Chapter 5. Longitudinal Standing Waves Chapter 6. Travelling Waves Chapter 7. Multi-Dimensional Waves Chapter 8. Wave Pulses Chapter 9. Dispersive Waves Chapter 10. Wave Optics Chapter 11. Wave Mechanics

Meer zien Lees minder
Instelling
General Science
Vak
General science










Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Geschreven voor

Instelling
General science
Vak
General science

Documentinformatie

Geüpload op
17 maart 2024
Aantal pagina's
140
Geschreven in
2019/2020
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Voorbeeld van de inhoud

Richard Fitzpatrick




Oscillations and Waves:
An Introduction (2nd Edition):
Solutions to Exercises




Complete Chapter Solutions Manual
are included (Ch 1 to 11)




** Immediate Download
** Swift Response
** All Chapters included

, CHAPTER 1

Simple Harmonic Oscillation


1.1 The mass will fly off the platform when the platforms’s maximum downward acceleration
exceeds the acceleration, g, due to gravity. That is, when

ω 2 a = g. (1.1)

Here, ω = 2π f is the platform’s angular frequency of oscillation, f the same frequency in
hertz, and a the amplitude of the oscillation. It follows that
g
a= . (1.2)
4π 2 f 2
However, f = 5 Hz and g = 9.8 m s−1, so a = 0.0099 m.
1.2 The body will fly off the diaphragm when the diaphragm’s downward acceleration exceeds
the acceleration, g, due to gravity. Hence, as the frequency increases, the body will first fly
off the diaphragm when the maximum downward acceleration becomes equal to g: that is,
when
ω 2 a = g. (1.3)
Here, ω = 2π f is the diaphragm’s angular frequency of oscillation, f the same frequency in
hertz, and a the amplitude of the oscillation. It follows that
r
1 g
f = . (1.4)
2π a
However, a = 1 × 10−5 m and g = 9.8 m s−1 , so f = 157.6 Hz.
1.3 Referring to Fig. 1.1, the transverse restoring force is

f x = −2 T sin θ. (1.5)

m
T T
x
θ
l

FIGURE 1.1 Figure for Ex. 1.3
.

1

, 2  Oscillations and Waves: An Introduction (2nd Edition): Solutions to Exercises


However, from trigonometry,
x
.
tan θ = (1.6)
l
Now, assuming that |x| ≪ 1, it follows that tan θ is small. Hence, θ is small, and we can use
the small-angle approximations
sin θ ≃ tan θ ≃ θ. (1.7)
These approximations imply that
x
sin θ ≃ , (1.8)
l
and !
2T
fx ≃ − x. (1.9)
l
The transverse equation of motion of the mass is
..
m x = fx , (1.10)

which reduces to !
..x = − 2 T x. (1.11)
l
Comparing this equation to the standard form of the simple harmonic oscillator equation,
we deduce that the angular frequency of oscillation is
r
2T
ω= . (1.12)
l

1.4 Let x1 and x2 be the extensions of the first and second springs, respectively. The forces
exerted by these springs are f1 = −k1 x1 and f2 = −k2 x2 , respectively. If the springs are
connected in parallel then x = x1 = x2 , where x is the downward displacement of the mass
with respect to its equilibrium point. However, if the springs are connected in series then
x = x1 + x2 . If the springs are connected in parallel then f = f1 + f2 , where f is the net
downward force acting on the mass due to the springs. However, if the springs are connected
in series then f = f1 = f2 . ( f1 equals f2 because of Newton’s third law of motion.) The
generic equation of motion is
..
m x = f + m g. (1.13)

If the springs are connected in parallel then
..
m x = −(k1 + k2 ) x + m g. (1.14)

Let x = m g/(k1 + k2 ) + δx. It follows that
!
..
δx = −
k1 + k2
δx. (1.15)
m

This is the simple harmonic oscillator equation, so the angular frequency of oscillation be-
comes !1/2
k1 + k2
ω= . (1.16)
m

If the springs are connected in series then f = −k1 x1 = −k2 x2 , so that x2 /x1 = k1 /k2 . Also,

Beoordelingen van geverifieerde kopers

Alle 2 reviews worden weergegeven
5 dagen geleden

3 dagen geleden

Thank you for your feedback! Glad this document was helpful, we’ll keep sharing more study notes to support your learning. Many Thanks

8 maanden geleden

4 maanden geleden

Thank you for your feedback! Glad this document was helpful, we’ll keep sharing more study notes to support your learning. Many thanks

4.5

2 beoordelingen

5
1
4
1
3
0
2
0
1
0
Betrouwbare reviews op Stuvia

Alle beoordelingen zijn geschreven door echte Stuvia-gebruikers na geverifieerde aankopen.

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
mizhouubcca Business Hub
Bekijk profiel
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
2529
Lid sinds
2 jaar
Aantal volgers
360
Documenten
1606
Laatst verkocht
4 uur geleden

4.3

443 beoordelingen

5
284
4
76
3
39
2
14
1
30

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via Bancontact, iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo eenvoudig kan het zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen