Movimento oscilatório e Caos. Do mais simples para o mais complicado... MHS  Amortecimento  Não linearidade  Caos Só na aula que vem...

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Transcrição da apresentação:

Movimento oscilatório e Caos

Do mais simples para o mais complicado... MHS  Amortecimento  Não linearidade  Caos Só na aula que vem...

Movimento Harmônico Simples  Pêndulo simples

Movimento Harmônico Simples  T

 T PRPR PP

Decompondo P R =T P  =-mg sen(  )  F R =0  F  =P  Mas s=l 

P  =- mg sen (  )  -mg  Tomando  pequeno  sen(  )   1 equação diferencial ordinária homogênea de 2 a ordem

Onde  2 =g/l Solução conhecida  0 e   condições iniciais Também podemos calcular:

Como aplicar o Método de Euler? Temos 1 equação diferencial ordinária homogênea de 2 a ordem Método de Euler equações diferenciais de 1 a ordem

Como aplicar o Método de Euler? 2 equações de 1 a ordem

Iterando   i+  t =  i – (g/l)  i  t

Iterando   i+  t =  i +  i  t

O programa  i+  t =  i +  i  t  i+  t =  i – (g/l)  i  t Inicializa Itera (até n  )  0 =... e  0 =... Imprime Print, write...

Rodando o programa l =1m g = 9,8 m/s 2  0 = 0  0 =0,2 rad  t= 0,04 s

Rodando o programa Instável!

Na aula passada (e na lista...)  =1s  t=0.05s  Hoje  2s  t=0.04s  

Diminuindo  t Melhora, mas não resolve!

Diminuindo  t ainda mais... Por quê?

Análise da energia E=T+U

Fazendo  t =0.04s E(t) aumenta com o tempo!

 t =0.01s  t =0.001s

A energia aumenta com t para qualquer valor não nulo de  t A taxa de acréscimo diminui quando  t diminui Instável!

Não há fonte externa de energia O Método de Euler não conserva a energia! 

O método de Euler-Cromer  i+  t =  i – (g/l)  i  t  i+  t =  i +  i  t Euler Euler- Cromer  i+  t =  i – (g/l)  i  t  i+  t =  i +  i +  t  t

O método de Euler-Cromer Euler- Cromer  i+  t =  i – (g/l)  i  t  i+  t =  i +  i +  t  t Única diferença

Fazendo a mudança no programa  t= 0,04 s  0 = 0  0 =0,2 rad

Mesmo aumentando  t  t= 0,1 s  0 = 0  0 =0,2 rad

De novo a energia  t= 0,1 s  t= 0,001 s

Conclusão O Método de Euler Euler-Cromer Decaimento Oscilação  Crescimento 

Referência Computational Physics Nicholas J. Giordano