Força Elástica duas molas
Neste sistema, existem duas molas, mas apenas uma delas está ligada ao corpo de massa m. Então é necessário designar dois pontos, M e A, onde as forças vão ser aplicadas.
Força elástica duas molas
Pela lei de Newton sabe-se que
(1)
A força de atrito e força elástica são iguais a
(2)
(3)
(4)
onde n=1,2…
No ponto M estão aplicadas a força F, a força de atrito FB1 e a força elástica Fk1. Logo a equação para o ponto M é
(5)
Substituindo FB1 e Fk1 na equação (5), pelas suas expressões, obtém-se
(6)
Colocando a derivada de maior ordem em evidência,
(7)
No ponto A são aplicadas a força elástica Fk1, a força elástica Fk2 e a força de atrito FB2. Logo para o ponto A tem-se a equação
(8)
Substituindo Fk1, Fk2 e FB2, pelas suas expressões na equação (8), obtém-se
(9)
Resolvendo em ordem à derivada de maior grau
(10)
Para converter as equações diferenciais (7) e (10), em um sistema de equações de primeira ordem é necessário efectuar as seguintes mudanças de variável.
Assim, obtém-se o seguinte sistema de equações diferenciais.
(11)
Colocando em notação espaço de estados.
(12)
Escolhendo como variáveis de saída o deslocamento e o deslocamento
.
Logo
(13)