Hva er tvunget Svingninger?
Greiner svaier i vinden, bølgene lapping på et land, en gummiball spretter ned et fortau - disse er alle eksempler på svingninger. Våre liv - ja, vår selv - er fylt med svingninger. Fra lyden som fyller luften til de kjemikalier som fyller våre organer, systemer som pendle er overalt. Noen ganger, systemene bare svare på en impuls, og deretter svinge fritt, men noen ganger, skyver noe oscillerende system. Det er en tvungen svingning.
Equilibrium
Alle svingninger forekommer i et system som har noen balansepunkt, eller likevektspunkt. En sving, for eksempel, er perfekt balansert når det henger rett ned. Når swing er forstyrret fra likevekt, svarer det til det som kalles en "gjenopprette kraft." En gjenopprettende kraft er akkurat hva det høres ut som: en kraft som prøver å bringe tilbake, eller gjenopprette, likevekt av systemet. Trekk swing tilbake og la det gå, og det vil gå videre, men det har ekstra energi som skyver den rett forbi likevekt; Da kraften begynner å skyve den bakover. Og så videre. Svingning.
Gratis Oscillation
Hvis du gir ett trykk på en swing, vil det gå frem og tilbake til en fast rente, en hastighet som er avhengig av dens lengde. En klokke pendel gjør det samme. Et piano streng truffet av en hammer, en stein kastet i et basseng, rullet en gummiball fra en tabell - disse er alle eksempler på et system som er forskjøvet fra likevekt ved en enkelt rask impuls. Etter impuls, oscillasjonen av systemet foregår uten ytre hjelp. Frekvensen av svingningen avhenger bare av egenskapene til systemet. Det kalles fri pendling.
tvunget Oscillation
Hva om, i stedet for bare å gi swing en push, du gir den en push hvert sekund? Bevegelse av sving vil nå avhenge ikke bare av lengden av sving, men også på den frekvens og styrke med hvilken man presser. Det samme gjelder for hvilken tvungen svingning. Bevegelsen av et system som reaksjon på påførte kraften avhenger ikke bare av systemets egenskaper, som i fri svingning. Nå er det en funksjon av systemet og av den påførte kraften.
Resonance
De mest interessante slags tvungen svingning finner sted når frekvensen til den påtrykte kraften samsvarer med egenfrekvensen til systemet. Når en kraft matcher den naturlige frekvensen, skaper det en tilstand som kalles "resonans". Når du presser en sving, du naturligvis bruke kraft ved resonansfrekvens, presser hver gang swing starter fremover igjen. Du vet det er måten å få den største responsen fra swing. Den samme type atferd er sett i hvert tvunget pendling. Den største responsen fra systemet kommer når den er skjøvet nær resonans. Dette gjelder for alt fra lekeplass svinger til radiomottakere.