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[论文阅读] 用 Scilab 理解振动

注:本文仅作学习之用,不做商业用途。

论文标题: Understanding Oscillation Using Scilab Graphs
论文来源: 美国物理教师 (The Physics Teacher), 2024 年 01 期
DOI: https://doi.org/10.1119/5.0123308

有用工具

这是一篇使用 Scilab 软件来理解振动的文章。在这之前,想简单的介绍下 Scilab 软件。

SCILAB 是由法国国家信息、自动化研究院的科学家们开发的“开放源码”软件。SCILAB作为一种科学工程计算软件,其数据类型丰富,可以很方便地实现各种矩阵运算与图形显示,能应用于科学计算、数学建模、信号处理、决策优化、线性、非线性控制等各个方面。 —— from 百度百科

简而言之:Scilab就是一款优秀的Matlab开源替代品。[1]

对于简谐运动有三种基本类型:自由振荡、阻尼振动和受迫振动。

1. 自由振荡

自由振荡不受外力,有恒定振幅、周期、频率,满足

d2ydt2+ω2y=0

振动位移、速度随时间图像,动能-势能-机械能 如下图所示

图片alt

2. 阻尼振荡

运动方程满足:

d2ydt2+ω02y+2bdydt=0

振动位移、速度随时间图像,动能-势能-机械能 如下图所示

图片alt图片alt

3. 受迫振动

运动方程满足:

d2ydt2+ω02y+2bdydt=fextsin(ωt)

振动位移、速度随时间图像,动能-势能-机械能 如下图所示

图片alt

总结:使用 Scilab 可以绘制简谐运动的图像,帮助学生理解。


Reference: [1] 厌倦了Matlab的授权过期?不如直接用SciLab


Comment: Scilab 作为一款开源软件,我有想法召集一些有兴趣的朋友一起学习,一起探索,为教学提供帮助,有兴趣的朋友可以后台联系我。

基于 MIT 许可发布