Razlika između slobodnih i prisilnih oscilacija

Nailazimo na različite vrste pokreta koji su izloženi od strane različitih tijela u našem svakodnevnom životu. U fizici, prevoditeljsko kretanje je vrsta pokreta u kojoj se tijelo kreće s jednog mjesta na drugo s obzirom na vrijeme. Na primjer, letite ili vlak koji se kreće ili kugla koja se kreće - to su sve primjeri pokreta prevoditelja. Tada imamo oscilatorno gibanje, u kojem tijelo ponavlja isto kretanje iznova i iznova. Primjeri oscilatornog gibanja uključuju sat, vilicu za kretanje, kretanje zamaha itd. Oscilacije i valovi su utkani u niz pojava koje doživljavamo svakog dana.

Oscilacije ili vibracije su slobodne ako sustav, nakon početnog pobuđenja, oscilira u skladu sa svojim unutarnjim silama, ali nema vanjskih sila. S druge strane, ako vanjska sila nastavi održavati oscilaciju sustava, kaže se da su vibracije prisilne. Vanjska sila ovdje se naziva pokretačka sila. Dakle, tijelo izvršava slobodne vibracije kad oscilira bez utjecaja vanjske sile, dok kada se slobodno oscilirajući sustav podvrgava vanjskoj sili, što utječe na njegovu oscilaciju, ono počinje stvarati prisilne vibracije (ili oscilacije). Pogledajmo neke ključne razlike između slobodnih i prisilnih oscilacija.

Što su slobodne oscilacije?

Uzmimo primjer tuning vilice. Kad udarite ugađanje, on počinje vibrirati neko vrijeme podešenom frekvencijom. To znači da je u slobodnoj oscilaciji, jer vibrira prirodnom frekvencijom, a ovdje vilica djeluje kao slobodni oscilator. Dakle, ako je oscilator postavljen da vibrira svojom prirodnom frekvencijom bez vanjske sile koja djeluje na njega, tada je to opisano kao slobodni oscilator. Vibracije su slobodne ako sustav, nakon početnog uzbuđenja, oscilira subjekt prema vlastitim unutarnjim silama bez ikakvih vanjskih sila koje su primijenjene na njega. Kaže se da se subjekt nalazi u slobodnoj oscilaciji. Bez ikakve vanjske sile, za slobodni oscilator se kaže da ima stalnu amplitudu i period. U idealnom slučaju, slobodni oscilator ne podliježe prigušivanju ukoliko se ne primijeni otpor na slobodnu oscilaciju.

Što su prisilne oscilacije?

Uzmite primjer ljuljačke. Kad jednom ljuljačku gurnete, ona djeluje kao slobodni oscilator koji oscilira na vlastitoj prirodnoj frekvenciji bez ikakvih smetnji od vanjske sile. Ali s vremenom će se prestati ljuljati. Ali ako gurnete ljuljačku svaki put kad se počne usporavati ili dosegne određenu točku, ona djeluje kao prisilni oscilator i nastavit će se ljuljati jer je izložena vanjskoj sili. Dakle, subjekt popušta vanjskoj sili i oscilira konstantnom amplitudom i frekvencijom sile. Njegove se oscilacije tada nazivaju prisilnim oscilacijama. Tehnički gledano, prisilne oscilacije mogu se definirati kao oscilacije u kojima tijelo oscilira s nekom frekvencijom različitom od prirodne frekvencije pod utjecajem vanjske periodične sile.

Razlika između slobodnih i prisilnih oscilacija

Definicija Free Vs. Prisilne oscilacije

- Slobodne oscilacije su oscilacije koje izvršava subjekt, a da na njih ne djeluje vanjska sila. Javljaju se zbog elastičnih sila i inercije sustava. Bez ikakve vanjske sile, za slobodni oscilator se kaže da ima stalnu amplitudu i period. Suprotno tome, prisilne oscilacije mogu se definirati kao oscilacije u kojima tijelo oscilira s nekom frekvencijom koja nije njegova prirodna frekvencija pod utjecajem vanjske periodične sile. Vanjska sila ovdje se naziva pokretačka sila.

Primjer slobodnih ili prisilnih oscilacija

- Uzmimo primjer ljuljačke na igralištu. Kad jednom ljuljačku gurnete, ona oscilira na vlastitoj prirodnoj frekvenciji bez ikakvih smetnji od vanjske sile, pa djeluje kao slobodni oscilator. Ali ako gurnete ljuljačku svaki put kad se počne usporavati ili dosegne određenu točku, ona će i dalje njihati jer je sada izložena vanjskoj sili, pa djeluje kao prisilni oscilator. Ostali primjeri slobodnih oscilacija uključuju viljušku, klatno itd.

Slobodno vs prisilnim oscilacijama: usporedni grafikon

Sažetak besplatnih vs. Prisilne oscilacije

Ukratko, slobodne oscilacije su oscilacije u kojima tijelo ili sustav oscilira vlastitom prirodnom frekvencijom, a da na to ne djeluje vanjska sila. Suprotno tome, prisilne oscilacije su oscilacije u kojima tijelo oscilira s nekom frekvencijom koja nije njegova prirodna frekvencija pod utjecajem vanjske periodične sile. Slobodne oscilacije postupno se smanjuju zbog otpornih sila koje se nazivaju prigušnim silama, dok prisilne oscilacije opstaju sve dok tijelo djeluje vanjskom silom.