Alle svingninger opstår i et system , der har nogle balancepunkt , eller ligevægt punkt . En gynge , for eksempel, er perfekt afbalanceret , når den hænger lige ned. Når swing forstyrres fra ligevægt , svarer til, hvad der kaldes en " affjedring. " En genoprettende kraft er lige, hvad det lyder som : en kraft , der forsøger at bringe tilbage , eller genoprette balancen i systemet. Træk swing tilbage og lad det gå , og det vil bevæge sig fremad , men det har ekstra energi, der skubber den lige forbi ligevægt; derefter kraft begynder at skubbe det bagud . Og så videre . Oscillation .
Gratis Oscillation
Hvis du giver et tryk på en gynge , vil det gå fremad og tilbage på en fast rente , en hastighed, der afhænger af dens længde. Et ur pendul gør det samme . Et klaver streng ramt af en hammer, en sten kastet i en pool, en gummibold rullet fra en tabel - det er alle eksempler på et system, der er fordrevet fra ligevægt ved en enkelt hurtig impuls . Efter impulsen svingning fortsætter systemet uden ekstern hjælp. Frekvensen af svingningerne afhænger kun af de særlige kendetegn ved systemet. Det kaldes fri svingning.
Tvungen Oscillation
skubbe en gynge på sin naturlige frekvens skaber den største respons.
Hvad nu hvis , i stedet for bare at give swing én skubbe, du giver det et skub hvert andet sekund ? Den bevægelse af swing vil nu ikke kun afhænge af længden af swing , men også på den frekvens og styrke, hvormed du presser . Det samme gælder for enhver tvungen svingning. Bevægelsen af et system som respons på den påførte kraft afhænger ikke blot på systemets egenskaber , som i fri svingning. Nu er det en funktion af systemet og af den påførte kraft .
Resonans
De mest interessante former for tvungen oscillation finder sted, når frekvensen af den påførte kraft matcher egenfrekvens af systemet. Når en kraft passer til den naturlige frekvens , det skaber en tilstand, der kaldes " resonans ". Når du presser en gynge, du naturligvis anvende kraften ved resonansfrekvensen , skubber hver gang swing starter fremad igen . Du kender det er den måde at få den største respons fra swing . Den samme form for adfærd er set i alle tvungen svingning. Den største reaktion fra systemet kommer, når det er skubbet nær resonans. Dette gælder for alt fra legeplads gynger til radiomodtagere.
Clipart