8.1 预备知识三类典型的偏微分方程 一根紧拉着的均匀柔软弦,长为l,两端固定在X轴上O、L两点,当它在平衡位置附近做垂直于OL方向的微小横向振动时,求这根弦上各点的运动规律。O Lxy8.1.1 波动方程 一维波动方程 最典型的一维波动问题是均匀弦的横向振动问题。 讨论如何将这一物理问题转化为数学上的定解问题。要确定弦的运动方程,需要明确:确定弦的运动方程 (2)被研究的物理量遵循哪些物理定理?牛顿第二定律. (3)按物理定理写出数学物理方程(即建立泛定方程) (1)要研究的物理量是什么?弦沿垂直方向的位移 条件:均匀柔软的细弦,在平衡位置附近产生振幅极小的 横振动。不受外力影响。研究对象: 线上某点在 t 时刻沿垂直方向的位移。简化假设: 由于弦是柔软的,弦上的任意一点的张力沿弦的切线方向。在弦上任取一小段 它的弧长为:由于假定弦在平衡位置附近做微小振动, 很小,从而 可以认为这段弦在振动中没有伸长,由胡克定律可知,弦上每一点所受张力在运动过程中保持不变,与时间无关。即 点处的张力记为 。 由于振幅极小, 张力与水平方向的夹角很小。横向:其中: 作用在这段弦上的力有张力和惯性力,下