Enunciado

Mostre que as equações do Problema 12.11 podem ser colocadas na mesma forma da Equação 12.1, solucionando-se a segunda equação acima para I ¨ 2 , e substituindo o resultado na primeira equação. De maneira similar, substitua I ¨ 1 na segunda equação. As frequências características podem então ser escritas imediatamente em analogia com a Equação 12.8.

Passo 1

E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar agora em algumas questões de oscilações acopladas.

Do problema 12-11:

L I ¨ 1 + I 1 C + M I ¨ 2 = 0   e   L I ¨ 2 + I 2 C + M I ¨ 1 = 0

Resolvendo para I ¨ 1 na primeira equação e substituindo na segunda, e similarmente para I ¨ 2 na segunda equação e substituindo na primeira, temos:

L - M 2 L I ¨ 1 + I 1 C - M C L I ¨ 2 = 0   e   L - M 2 L I ¨ 2 + I 2 C - M C L I ¨ 1 = 0

Se identificarmos:

m = L - M 2 L ;   k 12 = M L C   e   k = 1 C 1 - M L

Então as equações em se tornam:

m I ¨ 1 + k + k 12 I 1 - k 12 I ¨ 2 = 0   e   m I ¨ 2 + k + k 12 I 2 - k 12 I ¨ 1 = 0

Que são idênticas em forma às Eqs. (12.1). Então, usando as Eqs. (12.8) para as frequências características, podemos escrever:

ω 1 = 1 + M L C L - M 2 L = 1 C L - M   e   ω 2 = 1 - M L C L - M 2 L = 1 C L + M

O que concorda com os resultados do problema anterior.

Resposta

Ver passo a passo.