Разлика между свободни и принудителни трептения

Попадаме на различни видове движения, изложени от различни тела в ежедневния ни живот. Във физиката движението на преводача е типът движение, при което тялото се движи от едно място на друго по отношение на времето. Вземете например полет или движещ се влак или движеща се топка - всичко това са примери за движение на преводача. Тогава имаме колебателно движение, при което тялото повтаря едно и също движение отново и отново. Примерите за колебателно движение включват часовника, настройката на вилката, движението на люлката и др. Колебанията и вълните са вплетени в множество явления, които изпитваме всеки ден.

Трептенията или вибрациите са безплатни, ако след първоначално възбуждане системата се колебае подчинена на собствените си вътрешни сили, но няма външни сили. От друга страна, ако външната сила продължава да поддържа колебанието на системата, вибрациите се твърдят, че са принудени. Външната сила тук се нарича движеща сила. Така едно тяло изпълнява свободни вибрации, когато се колебае без влиянието на външна сила, докато когато свободно осцилиращата система е подложена на външна сила, като по този начин влияе върху нейното колебание, то започва да произвежда принудителни вибрации (или трептения). Нека да разгледаме някои ключови разлики между свободни и принудителни трептения.

Какво е Безплатни трептения?

Нека вземем пример за настройка на вилицата. Когато натиснете настройка, тя започва да вибрира за известно време с зададена честота. Това означава, че е в свободно колебание, защото вибрира с естествената си честота, а тунинг вилката действа като свободен осцилатор. Така че, ако осцилаторът е настроен да вибрира с естествената си честота без външна сила, действаща върху него, тогава той се описва като свободен осцилатор. Вибрациите са безплатни, ако след първоначално възбуждане системата осцилира обекта към собствените си вътрешни сили, без да се прилагат външни сили към него. След това се казва, че обектът е в свободно колебание. Без никаква външна сила се казва, че свободният осцилатор има постоянна амплитуда и период. В идеалния случай свободният осцилатор не се подлага на демпфиране, освен ако не се приложи съпротивление към свободното колебание.

Какво е принудителни трептения?

Вземете пример за люлка. Когато натиснете люлката само веднъж, той действа като безплатен осцилатор, който се колебае на собствената си естествена честота, без намеса от външна сила. Но в крайна сметка ще спре да се люлее. Но ако натискате люлката всеки път, когато тя започне да се забавя или достига определена точка, тя действа като принуден осцилатор и ще продължи да се люлее, защото е подложена на външна сила. И така, обектът отстъпва на външната сила и се колебае с постоянна амплитуда и с честотата на силата. След това нейните трептения се наричат ​​принудителни трептения. В техническо отношение принудителните трептения могат да бъдат определени като трептения, при които тялото се колебае с честота, различна от естествената му честота, под влияние на външна периодична сила.

Разлика между свободни и принудителни трептения

Определение на Free Vs. Принудителни трептения

- Свободните трептения са трептения, изпълнявани от субект, без да бъдат въздействани от външна сила. Те се появяват поради еластичните сили и инерцията на системата. Без никаква външна сила се казва, че свободният осцилатор има постоянна амплитуда и период. Напротив, принудителните трептения могат да бъдат определени като трептения, при които тялото се колебае с честота, различна от естествената му честота, под влияние на външна периодична сила. Външната сила тук се нарича движеща сила.

Пример за свободни срещу принудени трептения

- Нека вземем пример за люлка на детска площадка. Когато натиснете люлката само веднъж, той се колебае на собствената си естествена честота без намеса от външна сила, така че действа като безплатен осцилатор. Но ако натискате люлката всеки път, когато започне да се забавя или достига определена точка, тя ще продължи да се люлее, защото сега е подложена на външна сила, така че действа като принудителен осцилатор. Други примери за безплатни трептения включват настройка на вилица, махало и т.н..

Безплатни спрямо принудени трептения: сравнителна диаграма

Обобщение на Free Vs. Принудителни трептения

С две думи, свободните трептения са трептения, при които тяло или система се колебаят със собствена естествена честота, без да се въздействат от външна сила. Напротив, принудителните трептения са трептения, при които тялото се колебае с честота, различна от естествената му честота, под влияние на външна периодична сила. Свободните трептения намаляват постепенно поради съпротивителните сили, наречени амортизиращи сили, докато принудителните трептения продължават, докато тялото действа от външна сила.