Zadanie 10.6.13: Czas tłumienia drgań zawieszenia samochodu na stanowisku diagnostycznym

Punkty
2 pkt
Dział
Ruch drgający · Drgania tłumione i wymuszone. Rezonans
Trudność
Poziom trudności: średnie

Treść zadania

Podczas okresowego badania technicznego samochodu na stacji kontroli pojazdów diagnosta sprawdza stan techniczny układu zawieszenia. Na ekranie aparatury diagnostycznej rejestrowany jest przebieg drgań tłumionych zawieszenia. Wykres przedstawia zależność względnego wychylenia xA0\frac{x}{A_0} od czasu wyrażonego jako wielokrotność okresu drgań tT\frac{t}{T}. Wynika z niego, że amplituda drgań maleje do około 10%10\% początkowej wartości A0A_0 w czasie 1,51,5 okresu drgań. ```chart { "xAxis": { "label": "t / T", "min": 0, "max": 2 }, "yAxis": { "label": "x / A_0", "min": -1, "max": 1 }, "lines": [ { "name": "Przebieg tłumienia drgań", "color": "#2563eb", "points": [ {"x": 0.0, "y": 1.0}, {"x": 0.1, "y": 0.694}, {"x": 0.2, "y": 0.227}, {"x": 0.3, "y": -0.195}, {"x": 0.4, "y": -0.438}, {"x": 0.5, "y": -0.464}, {"x": 0.6, "y": -0.322}, {"x": 0.7, "y": -0.106}, {"x": 0.8, "y": 0.091}, {"x": 0.9, "y": 0.203}, {"x": 1.0, "y": 0.215}, {"x": 1.1, "y": 0.149}, {"x": 1.2, "y": 0.049}, {"x": 1.3, "y": -0.042}, {"x": 1.4, "y": -0.094}, {"x": 1.5, "y": -0.1}, {"x": 1.6, "y": -0.069}, {"x": 1.7, "y": -0.023}, {"x": 1.8, "y": 0.019}, {"x": 1.9, "y": 0.044}, {"x": 2.0, "y": 0.046} ] } ] } ``` W stanie spoczynku sprężyna układu zawieszenia ugina się pod statycznym ciężarem pojazdu o x0=15 cmx_0 = 15\text{ cm}. Na podstawie wykresu oraz podanych danych oszacuj czas tłumienia drgań zawieszenia (czas, po którym amplituda drgań spada do około 10%10\% amplitudy początkowej). Załóż, że okres drgań tłumionych TT jest w przybliżeniu równy okresowi drgań własnych T0T_0 układu zawieszenia pojazdu.

Odpowiedź

Szacowany czas tłumienia drgań wynosi ttłum≈1,2 st_{\text{tłum}} \approx 1,2\text{ s} (dokładniej ok. 1,17 s1,17\text{ s} przy g=9,81 m/s2g = 9,81\text{ m/s}^2 lub ok. 1,15 s1,15\text{ s} przy g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2).