Goniometrische functies > Harmonische trilling
123456Harmonische trilling

Voorbeeld 2

Gegeven de twee harmonische trillingen u 1 en u 2 door u 1 = 2 sin ( t ) + 1 en u 2 = sin ( t 2 ) .
Beide trillingen hebben alleen dezelfde periode. Toon aan dat u = u 1 + u 2 ook een harmonische trilling is.

> antwoord

Omdat de amplitudes verschillen kun je de formules van Simpson niet toepassen. Wel kun je sin ( t 2 ) uitwerken:
sin ( t 2 ) = sin ( t ) cos ( 2 ) cos ( t ) sin ( 2 ) .

Hiermee wordt: u ( t ) 1,58 sin ( t ) 0,91 cos ( t ) + 1 .
Nu is er een hoek α met: cos ( α ) = 1,58 1,58 2 + 0,91 2 en sin ( α ) = 0,91 1,58 2 + 0,91 2 .
En dus is:
u ( t ) = 1,58 2 + 0,91 2 ( sin ( t ) 1,58 1,58 2 + 0,91 2 cos ( t ) 0,91 1,58 2 + 0,91 2 ) + 1 =
u ( t ) = 1,58 2 + 0,91 2 ( sin ( t ) cos ( α ) cos ( t ) sin ( α ) ) + 1 =
u ( t ) = 1,58 2 + 0,91 2 sin ( t α ) + 1 .
De hoek α bereken je uit tan ( α ) 0,91 1,58 .

u is een harmonische trilling met u ( t ) 1,58 2 + 0,91 2 sin ( t 0,52 ) + 1 .

Opgave 6

Bekijk Voorbeeld 2 zie je hoe twee harmonische trillingen `u_1` en `u_2` met dezelfde periode worden opgeteld. Nu zijn echter de amplitudes verschillend. Bekijk goed hoe in dit voorbeeld wordt aangetoond dat er toch sprake is van een sinusoïde.

a

Breng de grafiek van `u(t)` in beeld op je grafische rekenmachine. Ga na dat hij op een sinusoïde lijkt en bepaal frequentie, amplitude en evenwichtslijn.

b

Werk nu zelf het voorbeeld na. Bekijk goed hoe de amplitude van de sinusoïde wordt gevonden.

c

Laat op dezelfde manier zien, dat `v(t) = u_1(t) - u_2(t)` een sinusoïde is.

Opgave 7

Gegeven is `u_1(t) = 3 sin(t)` en `u_2(t) = 4 cos(t)` .

a

Toon aan dat `u_3(t) = u_1(t) + u_2(t)` een sinusoïde is. Bereken de amplitude en het faseverschil met `u = sin(t)` .

b

Toon aan dat `u_4(t) = u_1(t) - u_2(t)` een sinusoïde is. Bereken de amplitude en het faseverschil met `u = sin(t)` .

c

Toon aan dat `u_5(t) = text(-)u_1(t) + u_2(t)` een sinusoïde is. Bereken de amplitude en het faseverschil met `u = sin(t)` .

Opgave 8

Gegeven zijn de functies `f(x) = 4 sin(2x)` en `g(x) = 2 cos(2x - 5) + 1` . Het zijn beide sinusoïden. Verder is `S(x) = f(x) + g(x)` .

a

Waarom is `S` weer een sinusoïde?

b

Bewijs dat `S` een sinusoïde is en bereken de amplitude en de horizontale verschuiving ten opzichte van `y = sin(x)` .

c

Los algebraïsch op: `S(x) = 2` .

verder | terug