Forskellen mellem frie og tvangssvingninger

Vi støder på forskellige typer bevægelser udstillet af forskellige kropper i vores daglige liv. I fysik er oversætterbevægelse den type bevægelse, hvor kroppen bevæger sig fra et sted til et andet med hensyn til tid. Tag f.eks. En flyvning, eller et bevægende tog eller en bevægelig kugle - dette er alle eksempler på oversætterbevægelse. Så har vi oscillerende bevægelse, hvor kroppen gentager den samme bevægelse igen og igen. Eksemplerne på svingende bevægelse inkluderer uret, indstillingsgaffel, svingens bevægelse osv. Oscillationer og bølger er vævet ind i en række fænomener, vi oplever hver eneste dag.

Oscillationer eller vibrationer er frie, hvis systemet efter en indledende excitation svinger underlagt sine egne interne kræfter, men ingen eksterne kræfter. På den anden side, hvis den ydre kraft fortsætter med at opretholde svingningen i systemet, siges vibrationerne at være tvunget. Den eksterne kraft her kaldes drivkraften. Altså udfører et legeme frie vibrationer, når det svinger uden påvirkning af en ekstern kraft, hvorimod når et frit oscillerende system udsættes for en ekstern kraft og derved påvirker dens svingning, begynder det at producere tvungne vibrationer (eller svingninger). Lad os se på nogle af de vigtigste forskelle mellem frie og tvungne svingninger.

Hvad er gratis svingninger?

Lad os tage et eksempel på en indstillingsgaffel. Når du ramte en indstillingsgaffel, begynder den at vibrere i nogen tid på en indstillet frekvens. Dette betyder, at den er i fri svingning, fordi den vibrerer ved sin naturlige frekvens, og indstillingsgafflen her fungerer som en fri oscillator. Så hvis en oscillator er indstillet til at vibrere ved sin naturlige frekvens uden nogen ekstern kraft, der virker på den, beskrives den som fri oscillator. Vibrationer er frie, hvis systemet efter en indledende excitation oscillerer individet til dets egne interne kræfter uden nogen eksterne kræfter, der påføres det. Emnet siges så at være i fri svingning. Uden nogen ydre kraft siges den frie oscillator at have konstant amplitude og periode. Ideelt set gennemgår en fri oscillator ikke dæmpning, medmindre der anvendes modstand mod den frie svingning.

Hvad er tvangssvingninger?

Tag et eksempel på en gynge. Når du skubber svingen bare én gang, fungerer den som en fri oscillator, der svinger med sin egen naturlige frekvens uden interferens fra nogen ekstern kraft. Men det vil til sidst stoppe med at svinge. Men hvis du skubber svingen, hver gang den begynder at aftage eller når et bestemt punkt, fungerer den som en tvungen oscillator og vil fortsætte med at svinge, fordi den udsættes for en ekstern kraft. Så individet vender tilbage til den ydre kraft og svinger med konstant amplitude og med frekvensen af ​​kraften. Dens svingninger kaldes derefter tvungne svingninger. Teknisk set kan tvungne svingninger defineres som svingningerne, i hvilke kroppen svinger med en anden frekvens end dens naturlige frekvens under påvirkning af en ekstern periodisk kraft.

Forskellen mellem gratis og tvangssvingninger

Definition af gratis Vs. Tvungen oscillationer

- Frie svingninger er svingninger, der udføres af et emne uden at blive udøvet af en ekstern kraft. De forekommer på grund af systemets elastiske kræfter og inerti. Uden nogen ydre kraft siges den frie oscillator at have konstant amplitude og periode. Tværtimod kan tvungne svingninger defineres som svingningerne, i hvilke kroppen svinger med en anden frekvens end dens naturlige frekvens under påvirkning af en ekstern periodisk kraft. Den eksterne kraft her kaldes drivkraften.

Eksempel på gratis vs tvungen svingninger

- Lad os tage et eksempel på en legepladssving. Når du skubber svingen bare én gang, svinger den ved sin egen naturlige frekvens uden nogen interferens fra nogen ekstern kraft, så den fungerer som en fri oscillator. Men hvis du skubber svingen hver gang den begynder at aftage eller når et bestemt punkt, fortsætter den med at svinge, fordi den nu udsættes for en ekstern kraft, så den fungerer som en tvungen oscillator. Andre eksempler på frie svingninger inkluderer en indstillingsgaffel, en pendul osv.

Gratis vs. tvangsoscillationer: Sammenligningstabel

Oversigt over gratis Vs. Tvungen oscillationer

I et nøddeskal er frie svingninger svingninger, hvor et legeme eller et system svinger med sin egen naturlige frekvens uden at blive udøvet af en ekstern kraft. Tværtimod er tvungne svingninger svingninger, hvor kroppen svinger med en anden frekvens end dens naturlige frekvens under påvirkning af en ekstern periodisk kraft. Frie svingninger aftager gradvist på grund af de modstandskræfter, der kaldes dæmpningskræfter, mens tvungne svingninger fortsætter, så længe kroppen påvirkes af en ekstern kraft.