Rozdiel medzi voľnými a nútenými osciláciami

V našom každodennom živote sa stretávame s rôznymi druhmi pohybov, ktoré vystavujú rôzne telá. Vo fyzike je pohyb prekladača typ pohybu, v ktorom sa telo pohybuje s časom z jedného miesta na druhé. Zúčastnite sa letu, napr. Pohybujúceho sa vlaku alebo pohybujúcej sa gule - to všetko sú príklady pohybu tlmočníka. Potom máme oscilačný pohyb, pri ktorom telo opakuje ten istý pohyb znova a znova. Medzi príklady oscilačného pohybu patria hodiny, ladiaca vidlica, pohyb výkyvu atď. Oscilácie a vlny sú tkané do množstva javov, ktoré každý deň prežívame..

Oscilácie alebo vibrácie sú voľné, ak po počiatočnom buzení systém osciluje podľa vlastných vnútorných síl, ale bez vonkajších síl. Na druhej strane, ak vonkajšia sila naďalej udržuje osciláciu systému, vibrácie sa považujú za vynútené. Vonkajšia sila sa tu nazýva hnacia sila. Telo teda vykonáva voľné vibrácie, keď osciluje bez vplyvu vonkajšej sily, zatiaľ čo keď je voľne oscilujúci systém vystavený vonkajšej sile, čím ovplyvňuje jeho kmitanie, začne vytvárať nútené vibrácie (alebo kmity). Pozrime sa na niektoré kľúčové rozdiely medzi voľnými a nútenými kmitmi.

Čo sú oscilácie zadarmo?

Vezmime si príklad ladiacej vidlice. Keď narazíte na ladiacu vidlicu, začne to nejaký čas vibrovať pri nastavenej frekvencii. To znamená, že je vo voľnom kmitaní, pretože vibruje na svojej prirodzenej frekvencii a ladiaca vidlica tu pôsobí ako voľný oscilátor. Ak je oscilátor nastavený tak, aby vibroval pri svojej prirodzenej frekvencii bez pôsobenia vonkajšej sily, potom sa opisuje ako voľný oscilátor. Vibrácie sú voľné, ak po počiatočnom buzení systém osciluje subjekt svojimi vlastnými vnútornými silami bez toho, aby naň pôsobili vonkajšie sily. Subjekt je potom označený za voľne oscilujúci. Bez akejkoľvek vonkajšej sily sa uvádza, že voľný oscilátor má konštantnú amplitúdu a periódu. V ideálnom prípade voľný oscilátor nepodlieha tlmeniu, pokiaľ na voľnú osciláciu nie je aplikovaný odpor.

Čo sú nútené oscilácie?

Urobte si príklad hojdačky. Keď stlačíte výkyv iba raz, bude fungovať ako voľný oscilátor, ktorý osciluje svojou vlastnou prirodzenou frekvenciou bez akéhokoľvek rušenia vonkajšou silou. Ale nakoniec sa to zastaví. Ale ak stlačíte výkyv zakaždým, keď sa začne spomaľovať alebo dosiahne určitý bod, bude pôsobiť ako nútený oscilátor a bude sa naďalej hýbať, pretože je vystavený vonkajšej sile. Subjekt sa teda vzdáva vonkajšej sily a kmitá s konštantnou amplitúdou a s frekvenciou sily. Jeho kmity sa potom nazývajú nútené kmity. Z technického hľadiska je možné nútené kmitanie definovať ako kmitanie, pri ktorom telo osciluje s inou frekvenciou, ako je jej prirodzená frekvencia, pod vplyvom vonkajšej periodickej sily..

Rozdiel medzi voľnými a nútenými osciláciami

Definícia voľných Vs. Nútené oscilácie

- Voľné kmity sú kmity vykonávané subjektom bez toho, aby sa na ne pôsobilo vonkajšou silou. Vyskytujú sa v dôsledku elastických síl a zotrvačnosti systému. Bez akejkoľvek vonkajšej sily sa uvádza, že voľný oscilátor má konštantnú amplitúdu a periódu. Naopak, nútené kmity môžu byť definované ako kmity, v ktorých telo osciluje s inou frekvenciou, ako je jej prirodzená frekvencia, pod vplyvom vonkajšej periodickej sily. Vonkajšia sila sa tu nazýva hnacia sila.

Príklad oscilácií zadarmo vs nútené oscilácie

- Vezmime si príklad detského hojdačky. Keď stlačíte výkyv iba raz, osciluje svojou vlastnou prirodzenou frekvenciou bez akéhokoľvek rušenia vonkajšou silou, takže funguje ako voľný oscilátor. Ale ak stlačíte výkyv zakaždým, keď sa začne spomaľovať alebo dosiahne určitý bod, bude sa naďalej hýbať, pretože je teraz vystavený vonkajšej sile, takže pôsobí ako nútený oscilátor. Medzi ďalšie príklady voľných kmitov patrí ladiaca vidlica, kyvadlo atď.

Zadarmo vs. nútené oscilácie: porovnávacia tabuľka

Zhrnutie voľných Vs. Nútené oscilácie

Stručne povedané, voľné kmitania sú kmity, pri ktorých telo alebo systém kmitá svojou vlastnou prirodzenou frekvenciou bez pôsobenia vonkajšej sily. Naopak, nútené kmity sú kmity, pri ktorých telo osciluje inou frekvenciou, ako je jej prirodzená frekvencia, pod vplyvom vonkajšej periodickej sily. Voľné kmitania sa postupne znižujú vďaka odporujúcim silám nazývaným tlmiace sily, zatiaľ čo nútené kmity pretrvávajú dovtedy, kým na telo pôsobí vonkajšia sila..