4.15
عندما تطبق قوة على نابض خطي، تزداد قوة الاستعادة بشكل متساو مع الإزاحة. تتبع هذه العلاقة قانون هوك، الذي يمكن حساب العمل المنجز من منحنى القوة-الإزاحة.
بالنسبة للنابض غير الخطي، لا ينطبق قانون هوك. تتغير قوة الاستعادة مع الموقع، لذا يصبح رسم القوة-الإزاحة منحنيا.
يتم تحديد العمل الكلي المبذول في شد النابض من خلال دمج هذه القوة على الإزاحة.
ومع ذلك، يصعب حل التكامل مباشرة لأن مصطلح الجذر التربيعي يعقد عملية التكامل القياسية.
لتبسيط التكامل، تستخدم قاعدة الاستبدال. يقدم متغيرا جديدا للمصطلح المركب. تفاضل المتغير وإعادة ترتيب المشتقة يساعدنا على استبدال الحدود الأخرى داخل التكامل.
تطبيق الاستبدال يحول المصطلح داخل الجذر التربيعي إلى تعبير أبسط، حيث يحول التكامل إلى دالة قوة واحدة.
بعد التكامل، يتم استبدال المتغير الجديد بمتغير الإزاحة الأصلي، مع الحفاظ على تفسيره الفيزيائي.
التعبير النهائي يمثل العمل المطلوب لتمديد نابض غير خطي.
عند تطبيق قوة على نابض خطي، تزداد قوة الإرجاع تناسبًا طرديًا مع مقدار الإزاحة. يُوصَف هذا السلوك بقانون هوك، الذي يتيح تحديد الشغل المبذول على النابض…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.