37302

Инженерный анализ моделей технических систем с помощью MathCAD

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Освоить программу MathCAD и получить практические навыки ее использования при инженерном анализе моделей технических систем.

Русский

2013-09-24

72.5 KB

3 чел.

1. Цель

Освоить программу MathCAD и получить практические навыки ее использования при инженерном анализе моделей технических систем.

2. Программа работы

1. Изучить ключевые понятия по содержанию работы и ознакомиться с основными принципами инженерных расчетов в программном пакете MathCAD.

3. Получить у преподавателя исходные данные для расчета, внести их в отчет и записать последовательность и особенности их введения в компьютер.

4. Запустить программу MathCAD, изучить ее интерфейс, приемы численных и символьных преобразований.

5. Освоить выполнение простых математических вычислений с использованием программы MathCAD на примере общего задания (выполняется совместно с преподавателем).

6. Выполнить индивидуальное задание, полученное у преподавателя.

7. Оформить отчет, продемонстрировать его преподавателю.

3. Исходные данные для индивидуального задания

Вариант 3

1. Найти частную производную

2. Найти сумму матриц

и

3. Сократить дробь

4. Построить график функции

4. Последовательность выполнения общего задания

1) Запустите Mathcad с помощью Пуск – Программы - MathSoft Apps – Mathcad. После запуска программы вы увидите чистый лист, где курсор представлен в виде красного крестика.

2) Установите курсор в начало страницы и введите простое арифметическое выражение: 12345+(678455*25)/3.5 - cos(π)+exp(123)= и нажмите Enter. Значок π  вставляется следующим образом. Установите курсор на позицию, куда нужно вставить символ. На панели инструментов выберите пиктограмму Arithmetic Palette и в появившемся окне щелкните левой клавишей мыши по нужному значку. После знака "=" появится значение данного выражения. Щелкните левой кнопкой мыши на только что введенное выражение. Оно выделится черной рамкой. Наведите курсор на эту рамку и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, переместите выражение вниз страницы.

Решение: .

3) Создайте новый документ с помощью File - New - Blank Worksheet. Произведите сложение двух векторов. Для ввода вектора воспользуйтесь меню Insert - Matrix, установите Rows=3 и Columns=1. Сложите векторы:  и .

Решение: .

4) Создайте матрицу 3x3 (создается аналогично вектору, но установите Columns=3) . Произведите вычитание матрицы  из первой матрицы.

Решение: .

Скопируйте получившуюся матрицу и умножьте ее на .

Решение: .

5) Вычислите значение следующего выражения: . Для ввода математических символов воспользуйтесь пиктограммами Calculus Palette и Arithmetical Palette. После ввода выражения вставьте "=" и нажмите Enter.

Решение: .

6) Вычислите значение производной от выражения . Для этого после ввода выражения выделите в нем x и выберите меню Symbolics – Variable - Differentiate. Под записью вашего выражения появится запись его производной.

Решение: .

7) Вычислите неопределенный интеграл от  по x. Для этого снова выделите x и выберите Symbolics – Variable - Integrate.

Решение: .

8) Вычислите определенный интеграл  (аналогично пункту 8).

Решение: .

9) Создайте новый рабочий лист Mathcad. Произведите символьное преобразование интеграла . Для этого после ввода выражения нажмите Ctrl и точку (при английской раскладке клавиатуры), а затем щелкните мышью за границей выражения. Mathcad отобразит упрощенную версию первоначального выражения.

Решение: .

10) Проведите символьное преобразование массива .

Решение: .

11) Произведите символьное преобразование для .

Решение: .

12) Проведите символьное преобразование для .

Решение: .

13) Найдите решение уравнения . Для этого введите уравнение, используя для ввода символа равенства кнопку "=" из плавающей панели, вызываемой нажатием кнопки Evaluation and Boolean Palette на панели Math Palette. Далее выделите в данном уравнении x, и воспользуйтесь меню Symbolics – Variable - Solve.

Решение: .

5. Последовательность выполнения индивидуального задания

1) Находим частную производную для . Для этого после ввода выражения выделите в нем x и выберите меню Symbolics – Variable - Differentiate. Под записью выражения появится запись его производной . Далее делаем то же самое: . Теперь выделите у и выберите меню Symbolics – Variable – Differentiate. Появится ответ: .

2) Находим сумму матриц  и . Для этого привяжем данные матриц к буквенным значениям А и В. Затем просто складываем их .

3) Сократите дробь: . Для этого выделяем всю дробь и выбираем в меню Symbolics – Simplify. Ниже появится ответ: .

4) Построить график функции: .  Для этого вводим функцию, затем заходим в меню Insert - Graph - X-Y Plot. Появится график без данных, по оси ординат обозначаем ось как y(x), по оси абсцисс – х. График автоматически построится.

6. Выводы


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77087. Влияние поверхностно-активных веществ на микроорганизмы, феноменологию и механизм 135 KB
  Но несмотря на широкий спектр применения ПАВ оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Попадая в водоёмы ПАВ активно участвуют в процессах перераспределения и трансформации других загрязняющих веществ таких как железо канцерогенные вещества пестициды нефтепродукты тяжёлые металлы и др. Большинство ПАВ и продукты их распада токсичны для различных групп гидробионтов: микроорганизмов 0840 мг дм3 водорослей 0560 мг дм3 беспозвоночных 00109 мг дм3 даже в малых концентрациях особенно при хроническом воздействии.
77088. Водогрейный котел КВГМ 375 KB
  Наилучшим решением в этой ситуации является разработка полномасштабных интегрированных автоматизированных систем управления технологическим процессом АСУ ТП взамен устаревших систем а также внедрение современного технологического оборудования позволяющего максимально использовать возможности систем управления и тем самым добиться качественно нового уровня технологии. Современные автоматизированные системы управления котельной и котельными агрегатами по отдельности включают систему управления водогрейным отделением содержащую...
77089. Столыпинская реформа в России: необходимость, содержание, итоги 89.5 KB
  В конце 20-начала 21 века. в нашей стране появился важный земельный вопрос: кто и как должен стать собственником земли? Подобная проблема, по сути, и содержанию, стояла перед российским обществом сто лет назад, в начале 20 века.
77090. Міжнародний валютний фонд 33.78 KB
  Міжнародний Валютний Фонд – міжурядова організація, призначена для регулювання валютно-кредитних відносин між державами членами і надання їм фінансової допомоги при валютних ускладненнях, що викликаються дефіцитом платіжного балансу, шляхом надання коротко і середньострокових кредитів у іноземній валюті. Фонд – спеціалізована установа ООН
77092. Столыпинская аграрная реформа 34.94 KB
  Столыпинская реформа была продуктивна реакционным Советам объединенного дворянства и носила резко выраженный насильственный характер по отношению к большинству крестьянства. Столыпин настоял на проведении реформы и поэтому ее назвали Столыпинской.
77093. Еңбекақыдан ұсталымдар мен аударымдар есебі 160.5 KB
  Бухгалтерлік есеп –экономикалық бөлім жүйесіндегі негізгі пәндердің бірі, әрі оны мамандығым деп таңдағандар үшін аса маңызды. Ол шаруашылық жүргізуші кез келген субъект қызметінде жетекші орын алады.
77094. Управление процессом набора и отбора кадров 47.68 KB
  Набор персонала - одна из важнейших задач кадровой службы любого предприятия. Это не только комплектация штата, но и создание резерва кандидатов на все рабочие места с учётом будущих изменений, таких как уход сотрудников на пенсию, декретные отпуска, окончание сроков трудовых договоров и другое.