Sliding bead on a smooth vertical rotated parabola : stability configuration

Other Title(s)

انزلاق خرزة علي منحني أملس لقطع مكافي رأسي يدور بسرعة زاوية منتظمة : توصيف الاستقرار

Author

Moatimid, Galal M.

Source

Kuwait Journal of Science

Issue

Vol. 47, Issue 2 (30 Apr. 2020), pp.6-21, 16 p.

Publisher

Kuwait University Academic Publication Council

Publication Date

2020-04-30

Country of Publication

Kuwait

No. of Pages

16

Main Subjects

Mathematics

Abstract AR

هذا البحث يدرس حركة الخرزة الانزلاقية على سطح أملس، تم تدوير المنحي حول محوره العمودي بتردد زاوي منتظم.

المعادلة التي تتحكم بالحركة غير خطية بشكل كبير.

تم استخدام طريقة الاضطراب الهموتوبي و تحويلات لابلاس إيجاد الحل التقريبي لحركة خرزة علي منحني أملس علي شكل قطع مكافيء محوره رأسي حيث يدور حول محوره بسرعة زاوية منتظمة وذلك باستخدام طريقة الاضطراب الهموتوبي و تحويلات لابلاس.

باستخدام مفهوم تمديد التردد الطبيعي، تم الحصول علي الحل التقريبي الدوري، و كذلك الحصول علي معيار الاستقرار.

وباعتبار عجلة الجاذبية الأرضية دالة دورية مع الزمن، تم إثارة المنظومة والحصول علي الحل التقريبي مرة أخري باستخدام طريقة القياس الزمني المتضاعف.

تم أيضا استخدام طريقة التحليل الخطي للاستقرار لمقارنة النتائج في الحالتين الاخيرتين.

من الحسابات العددية، تمكنا من تحديد أدوار البراميترات الفيزيائية الحاكمة للحركة في إحداث استقرار الاتزان من عدمه.

Abstract EN

This paper investigates the motion of a sliding bead on a smooth vertical parabola.

The parabola is rotated about its vertical axis with a uniform angular frequency.

The governing equation of motion is a highly nonlinear second-order ordinary differential equation.

An approximate solution is achieved via the coupling of the homotopy perturbation method and Laplace transform.

On the other hand, an expanded frequency concept is utilized in order to obtain an approximate periodic solution.

Therefore, the expanded frequency method is applied to govern the stability criterion of the problem.

An external excitation of the problem is examined through an additional oscillatory gravitational force.

The multiple time-scales with the homotopy perturbation method are used to judge the stability criteria.

The analyses reveal the resonance together with the non-resonant cases.

Furthermore, the linearization techniques are utilized to check the stability of the linearized equation and to compare the findings with those obtained in the multiple time-scales.

Numerical calculations are performed to graphically illustrate, the perturbed solutions as well as the stability examination.

It is found that the initial and angular velocities have a destabilizing influence.

In contrast, the parameter of the reciprocal of the latus rectum has a stabilizing effect.

American Psychological Association (APA)

Moatimid, Galal M.. 2020. Sliding bead on a smooth vertical rotated parabola : stability configuration. Kuwait Journal of Science،Vol. 47, no. 2, pp.6-21.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1500431

Modern Language Association (MLA)

Moatimid, Galal M.. Sliding bead on a smooth vertical rotated parabola : stability configuration. Kuwait Journal of Science Vol. 47, no. 2 (Apr. 2020), pp.6-21.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1500431

American Medical Association (AMA)

Moatimid, Galal M.. Sliding bead on a smooth vertical rotated parabola : stability configuration. Kuwait Journal of Science. 2020. Vol. 47, no. 2, pp.6-21.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1500431

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 20-21

Record ID

BIM-1500431