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Dar forma a un cable de tal manera que un cordón que se desliza sobre él tenga exactamente oscilaciones isócronas

Vamos a un alambre de ser ajustado de acuerdo a algunos incluso, de la función $y=f(x)$,$f'(0)=0$$f''(0)>0$, y dejar que una gota de escaso tamaño de la diapositiva sin fricciones en el cable. Deje que el cordón de oscilar bajo la influencia de la gravedad sobre la $x=0$ con amplitud $A$ (es decir, entre el$x=-A$$x=+A$) y frecuencia $\omega(A)$. Claramente $\omega$ es casi constante para los pequeños $A$; difiere de la frecuencia de $\omega_o$ movimiento armónico simple a la mayoría de los $O(A^2)$. Eligiendo $f$ a ser el cuarto polinomiales de orden, podríamos presumiblemente ajuste el cable de la forma con el fin de eliminar los errores de la orden de $A^2$ y hacer $\omega(A)$ constante a a $O(A^4)$. Posiblemente podríamos continuar este proceso de aproximación y hacer todos los derivados $d^n\omega/dA^n$ desvanecen hasta algunos finito $n$, o tal vez para todos los $n$.

Si los derivados que se pueden hacer desaparecer para todos los $n$, entonces creo que $\omega$ tendría que ser nonanalytic en $x=0$. Parece imposible que exista alguna $f$ tal que isochrony tiene por arbitrariamente grande,$A$. No importa que tan pronunciada que hacer los lados, el cordón no se puede hacer nada mejor que la aceleración hacia abajo con una aceleración $g$. Por lo tanto creo que la mejor $f$ usted puede encontrar es probablemente una de las que sopla hasta el infinito en $|x|$ lo que equivale a unos $x_{max}$. En dimensiones motivos, tendríamos que tener $x_{max}=cL$ donde $c$ es una radio sin unidades de la constante y $L=g/\omega_0^2$.

Así que mi multipart pregunta es: (1) existe una función de $f$ que da $d^n\omega/dA^n=0$ todos los $n$? Si es así, ... (2) ¿Cómo es $f$ caracteriza, y lo que es $c$? (3) Es $\omega(A)$ analítica en $x=0$, y si es así, ¿cuál es su radio de convergencia de su serie de Taylor en unidades de $L$?

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eplawless Puntos 2076

Aquí estamos: un péndulo fue desarrollado centurys hace:

http://myreckonings.com/wordpress/2007/11/19/the-not-so-simple-pendulum/

La trayectoria es una cicloides, una posible realización de un tipo de guía en forma de la evolent de que cicloides cerca de la fijación punto del péndulo.

AfaIr, similar cicloides es el más rápido de la trayectoria de un cuerpo (en un tren) en caída libre.

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