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V. Abschnitt. § 7. Lineare Differentialgleichungen
was sich; wenn man die Multiplikation mit cos at, sinczt ausführt und
in den Klammern entsprechend zusammenfaßt, weiter umwandelt in
b r h cos ßt -f- (ß + cc) sin ßt
2 a L
setzt man also
b r h
w+(ß+«y
h cos ßt4- (ß — cc) sin ßt
pqr?j5~~a) 8 ~
]«
ValW + iß + ay
b p p + «
2a
]
2 bhß
h s + (ß — ay
(a* — ß 2 y 4- 4A 2 /J*
h(a 8 — ß*)
(a a
&N“ (/* + «)* h° + (jJ — af J (a % —ß i y + 4h*ß
so nimmt das Hauptintegral schließlich den Ausdruck
A cos ßt A B sin ßt
Hiermit erhält man dann das vollständige Integral
x = A cos ßt 4- B sin ßt 4* e~ ht \c t cos at 4- c s sinai]
A
B,
an.
Hierin stellt der Klammerausdruck das Gesetz der Bewegung dar,
die von der ersten Kraft allein hervorgerufen würde (freilich modifiziert
durch die Abhängigkeit des a von /¿); der Faktor e~ ht bringt die Dämp
fung zum Ausdruck, die von der zweiten Kraft herrührt; die beiden ersten
Glieder stammen von den durch die dritte Kraft erzwungenen Schwin
gungen her (die aber auch durch die beiden andern Kräfte modifiziert
sind). Entfällt die Dämpfung (h = 0), so setzt sich die Bewegung aus
zwei Sinusschwingungen zusammen, von welchen die eine durch die
Daten der Aufgabe völlig bestimmt ist (sie lautet alsdann -¿¿ßT sin ßij ,
während die andere noch von den Anfangsbedingungen abhängt.
Es ist bemerkenswert, daß unter den angegebenen Umständen eine
schwingende Bewegung entstehen kann, deren Periode mit der Periode
der von außen aufgezwungenen Sinusbewegung übereinstimmt; es tritt
dies dann ein, wenn gleichzeitig c x = 0 und c 2 = 0 wird; das ist gleich
bedeutend mit gewissen Anfangsbedingungen und zwar, wenn t — 0 die
Anfangslage x 0 und die Anfangsgeschwindigkeit v 0 zugeordnet wird, muß
x 0 = A und v 0 = Bß sein.
Man entnimmt ferner dem Bau der Lösung, daß sich bei großem h f
also bei starker Dämpfung, die Bewegung immer mehr dem Zustande
nähert, bei dem die Periode mit der von außen kommenden übereinstimmt,
weil dann das mit e~ ht behaftete Glied mit wachsendem t gegen das
Gliederpaar A cosßt 4- Bs'mßt immer mehr zurücktritt.