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Time (by Pink Floyd). 2 nd Order Ordinary Differential Equation. Prof. Seewhy Lee. 아 … 1 계 미방 도 절라 어려운데 OTL. 2 계 미분방정식이라구 ??. 2 nd Order Linear Differential Equation. y 1 만을 포함하고 있음 Linear ( 선형 ). G ( x ) = 0 Homogeneous ( 제차 , 동차 ). G ( x ) ≠ 0 Inhomogeneous ( 비제차 ).
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2nd Order OrdinaryDifferential Equation Prof.Seewhy Lee
아… 1계 미방도 절라 어려운데 OTL 2계 미분방정식이라구??
2nd Order Linear Differential Equation y1만을포함하고 있음 Linear(선형) G(x) = 0 Homogeneous(제차, 동차) G(x) ≠ 0 Inhomogeneous(비제차)
Our Concern Homogeneous: G(x) = 0 Const. Coefficients: Textbook p.297~299
2계 제차선형 미분방정식의 해 • 두 개의 서로 독립인 함수 y1(x), y2(x)를 포함 • 일반해는그 두 해의 선형 결합: y(x) = c1 y1(x) + c2 y2(x) • 두개의 초기조건 적용: 두 상수 c1, c2결정
A Simple Example 11 얘들은 서로 독립 선형결합 Initial Condition:
서로 (1차) 독립일 조건 (Wronskian) Example 독립 종속
Quiz 독립 여부?
상수계수 2계 제차선형 미분방정식 (특성방정식)
Case A: Two Distinct RealRoots (특성방정식) • Your Due: Prove that exp(t1x) and exp(t2x)are independent. • Your Due: <예제 2.1>, <연습문제 1>
Case B: One Equal Root (특성방정식) • Your Due: Prove that y1(x) and y2(x) are independent. • Your Due: <예제 2.2>, <연습문제 1>
Case C: Two Distinct ImaginaryRoots (특성방정식) • 이 함수는 지수함수와 삼각함수의 결합으로 표현된다.
Shock Absorber • Shock Absorber • 차체의 진동을 빠르게 소멸시킴 • “쇼바”가 아니고 “쇼크 앱소버”
작지만 매우 중요한 부품 Shock Absorber
역할과 목적 • 차체에 오는 충격을 진동으로 바꿔주고 가장 아늑하게 소멸시킴
감쇠력과 감쇠상수 • 물체가 빠를수록 액체로부터 받는 감쇠력(저항력)은 크다. • 감쇠력의 방향은 물체의 운동 방향과 반대이다. b: 감쇠상수 (감쇠력과 속도 사이의 비례상수)
스프링에 매달린 물체에 작용하는 두 힘 • 스프링의 복원력 (Hooke의법칙) • 액체의 감쇠력 물체가 받는 힘
감쇠진동에 대한 미분방정식 • 뉴턴의 운동방정식 물체가 받는 힘 • 미분방정식
풀이 (특성방정식)
Case A: Under-Damping 이거 복소수 ㅠ (선형결합)
Case B: Over-Damping (단조감소) (선형결합)
Case C: Critical Damping (선형결합) 이 경우 진동이 가장 빨리 소멸
No Damping Under-Damping Critical Damping Over-Damping
감쇠진동 • 2~3회 왕복에 진동이 거의 소멸되도록 설계
CaseStudy 2: Critical Damping • 임계감쇠 • 최단시간에 진동을 소멸시킴 • 적용 예: 도어
CaseStudy 2: Critical Damping • 임계감쇠 • 최단시간에 진동을 소멸시킴 • 적용 예: 도어
Door Damper • 특성방정식이중근을 가질 때 감쇠가 가장 빠르다!
2계 선형 미분방정식: 제차 / 비제차 • 우리는 상수계수 제차 미방만을 다룸 • 서로 독립인 두 개의 함수가 필요 • 두함수가서로 독립일 조건은 W≠0 • 일반해는 독립인 두 함수의 선형결합 • 상수계수 제차 미방: 특성방정식 풀이를 통해 • 두 근이 서로 다른 경우와 중근인 경우로 나뉨 Summary