Skirtumas tarp laisvų ir priverstinių svyravimų

Mes susiduriame su įvairių tipų judesiais, kuriuos kasdieniame gyvenime demonstruoja skirtingi kūnai. Fizikoje vertėjo judesys yra judesio tipas, kurio metu kūnas laiko atžvilgiu juda iš vienos vietos į kitą. Paimkite skrydį, pavyzdžiui, judantį traukinį ar judantį rutulį - štai visi vertėjo judesio pavyzdžiai. Tada mes turime virpesinį judesį, kuriame kūnas vėl ir vėl kartoja tą patį judesį. Svyruojančio judesio pavyzdžiai yra laikrodis, melodinė šakutė, sūpynės judesys ir tt. Virpesiai ir bangos yra austi į daugybę reiškinių, kuriuos mes patiriame kiekvieną dieną..

Virpesiai ir virpesiai yra nemokami, jei po pradinio sužadinimo sistema virpa, veikdama savo vidinių jėgų, bet ne išorinių jėgų. Kita vertus, jei išorinė jėga ir toliau palaiko sistemos virpesius, sakoma, kad vibracija yra priversta. Išorinė jėga čia vadinama varomąja jėga. Taigi kūnas vykdo laisvas vibracijas, kai jis svyruoja be išorinės jėgos įtakos, tuo tarpu kai laisvai svyruojanti sistema yra veikiama išorinės jėgos ir taip paveikdama jos virpesį, ji pradeda sukelti priverstines vibracijas (arba virpesius). Pažvelkime į keletą pagrindinių skirtumų tarp laisvųjų ir priverstinių virpesių.

Kas yra nemokami virpesiai?

Paimkime derinamosios šakutės pavyzdį. Kai trenkiate į sureguliavimo šakę, jis tam tikrą laiką pradeda vibruoti nustatytu dažniu. Tai reiškia, kad jis veikia laisvu virpesiu, nes jis vibruoja natūraliu dažniu, o nustatymo šakutė čia veikia kaip laisvasis generatorius. Taigi, jei generatorius yra nustatytas taip, kad vibruotų natūraliu dažniu, o išorinė jėga jo neveikia, tada jis apibūdinamas kaip laisvasis generatorius. Vibracija yra nemokama, jei po pradinio sužadinimo sistema svyruoja subjektui savo vidinėmis jėgomis, netaikant išorinių jėgų. Tada sakoma, kad subjektas svyruoja. Sakoma, kad laisvasis generatorius, neturintis jokios išorinės jėgos, turi pastovią amplitudę ir periodą. Geriausia, jei laisvasis generatorius neblizgėtų, nebent laisvasis virpesys būtų atsparus.

Kas yra priverstiniai svyravimai?

Paimkite sūpynės pavyzdį. Vieną kartą paspaudus sūpynę, jis veikia kaip laisvasis osciliatorius, kuris virpa natūraliu dažniu, be jokių išorinių jėgų poveikio. Bet tai ilgainiui nustos suktis. Bet jei jūs stumiate sūpynę kiekvieną kartą, kai ji pradeda sulėtėti arba pasiekia tam tikrą tašką, jis veikia kaip priverstinis generatorius ir toliau suksis, nes jį veikia išorinė jėga. Taigi, subjektas pasislenka į išorinę jėgą ir svyruoja su pastovia amplitude ir su jėgos dažniu. Tada jo virpesiai vadinami priverstiniais virpesiais. Technine prasme priverstinius virpesius galima apibrėžti kaip virpesius, kai kūnas, veikdamas išorinę periodinę jėgą, virpsta kitokiu nei natūralus dažniu..

Skirtumas tarp laisvųjų ir prievartinių svyravimų

Apibrėžimas nemokama vs. Priverstiniai svyravimai

- Laisvieji virpesiai yra svyravimai, kuriuos subjektas vykdo neįtakojamas išorinės jėgos. Jie atsiranda dėl sistemos elastinių jėgų ir inercijos. Sakoma, kad laisvasis generatorius, neturintis jokios išorinės jėgos, turi pastovią amplitudę ir periodą. Priešingai, priverstinius virpesius galima apibrėžti kaip virpesius, kai kūnas, veikdamas išorinę periodinę jėgą, virpsta kitokiu nei natūralus dažniu. Išorinė jėga čia vadinama varomąja jėga.

Nemokamų ir priverstinių svyravimų pavyzdys

- Paimkime žaidimų aikštelės sūpynių pavyzdį. Vieną kartą paspaudus sūpynę, jis virpsta savo natūraliu dažniu, be jokių išorinių jėgų poveikio, todėl veikia kaip laisvasis generatorius. Bet jei paspausite sūpynę kaskart, kai ji pradės lėtėti ar pasieks tam tikrą tašką, ji ir toliau suksis, nes dabar ją veikia išorinė jėga, todėl ji veikia kaip priverstinis generatorius. Kiti nemokamų svyravimų pavyzdžiai yra tuningo šakutė, švytuoklė ir kt.

Nemokami ir priverstiniai svyravimai: palyginimo diagrama

Santrauka nemokama vs. Priverstiniai svyravimai

Trumpai tariant, laisvieji virpesiai yra tokie virpesiai, kai kūnas ar sistema vibruoja savais natūraliais dažniais, neveikdami išorinės jėgos. Priešingai, priverstiniai virpesiai yra virpesiai, kurių metu kūnas virpėja kitokiu, nei jo natūralus, dažniu veikiant išorinei periodinei jėgai. Laisvieji virpesiai palaipsniui mažėja dėl pasipriešinimo jėgų, vadinamų slopinančiomis jėgomis, tuo tarpu priverstiniai virpesiai išlieka tol, kol kūną veikia išorinė jėga.