В чем заключается различие свободных и вынужденных колебаний кратко

Обновлено: 06.07.2024

Колеба́ния — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия.

Свободные (или собственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил после того, как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Простейшими примерами свободных колебаний являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.

Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки. При вынужденных колебаниях может возникнуть явление резонанса: резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты осциллятора и частоты внешнего воздействия.

Автоколебания — колебания, при которых система имеет запас потенциальной энергии, расходующейся на совершение колебаний (пример такой системы — механические часы). Характерным отличием автоколебаний от вынужденных колебаний является то, что их амплитуда определяется свойствами самой системы, а не начальными условиями.

Параметрические — колебания, возникающие при изменении какого-либо параметра колебательной системы в результате внешнего воздействия.

2)Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение.

Гармоническая функция синус или косинус в зависимости от начальной фазы.

3)Гармонические колебания. Основные параметры гармонических колебаний. Скорость и ускорение при гармоническое колебательном движении.

Гармонические колебания – это колебания с постоянной амплитудой происходящие по закону синуса или косинуса.

Параметры гармонических колебаний. Постоянные величины А, Т, f, входящие в уравнение Асоs(2p·t/Т + f0), называются параметрами колебания. Рассмотрим их физический смысл.

Из ур-я следует, что в случае, если соs(2p·t/Т + f) = ± 1, то значение модуля x максимально, т.е. |x| = xmax = A

Скорость – это производная от координаты по времени

Скорость при гармоническом колебательном движении также изменяется по гармоническому закону, но колебания скорости опережают колебания смещения по фазе на p/2.

Vmax=Xmax W:максимальная скорость колебательного движения(амплитуда колебаний скорости)

Ускорение – это производная от скорости по времени: a=V'=(x)'=x''(вторая производная)

Ускорение изменяется по гармоническому закону.

A=-amax sin(wt+ф0):ускорение

Ответы по физике экзамен

Колебания. Свободные, вынужденные, автоколебания, параметрические колебания.

2)Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение.

Гармоническая функция синус или косинус в зависимости от начальной фазы.

Из ур-я следует, что в случае, если соs(2p·t/Т + f) = ± 1, то значение модуля x максимально, т.е. |x| = xmax = A

Скорость – это производная от координаты по времени

Vmax=Xmax W:максимальная скорость колебательного движения(амплитуда колебаний скорости)

Ускорение – это производная от скорости по времени: a=V'=(x)'=x''(вторая производная)

Свободные возникают в системе при ее начальном отклонении от положения равновесия и при отсутствии действия каких-либо внешних периодических сил. Их частота определяется свойствами системы. Вынужденные возникают именно при наличии таких сил и их частота определяется не свойствами системы, а частотой вынуждающей внешней силы

Свободные определятся системой, (L, C или размерами системы) А вынужденные - колебания с частотой внешних воздействий (колебаний)

Свободные - колебания при отсутствии внешних сил, когда система, после первоначального воздействия внешней силы, предоставляется самой себе (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие) .
Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия.

В чём состоит различие свободных и вынужденных колебаний?

Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки. Свободные (или собственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Ярким примером свободных колебания является колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити

Свободные колебания происходят "сами по себе", без воздействия внешних периодически изменяющихся сил. Движение качелей, которые кто-то периодически подталкивает, это вынужденные колебания.

Разница между свободными и вынужденными колебаниями - Технология

Содержание:

Мы сталкиваемся с различными типами движений, демонстрируемых разными телами в нашей повседневной жизни. В физике движение переводчика - это тип движения, при котором тело перемещается из одного места в другое относительно времени. Взять, к примеру, полет, или движущийся поезд, или движущийся мяч - все это примеры движения переводчика. Тогда мы имеем колебательное движение, при котором тело повторяет одно и то же движение снова и снова. Примерами колебательного движения являются часы, камертон, движение качелей и т. Д. Колебания и волны вплетены во множество явлений, которые мы испытываем каждый день.

Колебания или вибрации свободны, если после первоначального возбуждения система колеблется под действием собственных внутренних сил, но без внешних сил. С другой стороны, если внешняя сила продолжает поддерживать колебания системы, вибрации, как говорят, являются вынужденными. Внешняя сила здесь называется движущей силой. Таким образом, тело совершает свободные колебания, когда оно колеблется без воздействия внешней силы, тогда как, когда свободно колеблющаяся система подвергается воздействию внешней силы, что влияет на ее колебания, оно начинает создавать вынужденные колебания (или колебания). Давайте посмотрим на некоторые ключевые различия между свободными и вынужденными колебаниями.

Что такое бесплатные колебания?

Давайте рассмотрим пример камертона. Когда вы ударили по камертону, он начинает некоторое время вибрировать с заданной частотой. Это означает, что он находится в свободном колебании, потому что он вибрирует на своей собственной частоте, и камертон здесь действует как свободный генератор. Таким образом, если осциллятор настроен на вибрацию на своей собственной частоте без воздействия на него внешней силы, то он описывается как свободный генератор. Вибрации свободны, если после первоначального возбуждения система колеблется под действием собственных внутренних сил без каких-либо внешних воздействующих на нее сил. Затем говорят, что субъект находится в свободном колебании. Говорят, что без какой-либо внешней силы свободный генератор имеет постоянную амплитуду и период. В идеале свободный генератор не подвергается демпфированию, если к свободному колебанию не приложено сопротивление.

Что такое принудительные колебания?

Возьмите пример качания. Когда вы нажимаете на свинг всего один раз, он действует как свободный генератор, который колеблется на собственной собственной частоте без какого-либо вмешательства со стороны внешней силы. Но это в конечном итоге перестанет качаться. Но если вы нажимаете на свинг каждый раз, когда он начинает замедляться или достигает определенной точки, он действует как вынужденный осциллятор и будет продолжать качаться, потому что подвергается воздействию внешней силы. Таким образом, субъект уступает внешней силе и колеблется с постоянной амплитудой и частотой силы. Его колебания тогда называются вынужденными колебаниями. В технических терминах вынужденные колебания можно определить как колебания, при которых тело колеблется с частотой, отличной от его собственной частоты, под воздействием внешней периодической силы.

Разница между свободными и вынужденными колебаниями

Определение Free Vs. Вынужденные колебания

- Свободные колебания - это колебания, выполняемые субъектом без воздействия внешней силы. Они возникают из-за сил упругости и инерции системы. Говорят, что без какой-либо внешней силы свободный генератор имеет постоянную амплитуду и период. Напротив, вынужденные колебания могут быть определены как колебания, в которых тело колеблется с частотой, отличной от его собственной частоты, под воздействием внешней периодической силы. Внешняя сила здесь называется движущей силой.

Пример свободных и вынужденных колебаний

- Давайте возьмем пример качелей на детской площадке. Когда вы нажимаете на свинг всего один раз, он колеблется на собственной собственной частоте без какого-либо вмешательства со стороны внешней силы, поэтому он действует как свободный генератор. Но если вы нажимаете на свинг каждый раз, когда он начинает замедляться или достигает определенной точки, он будет продолжать качаться, потому что теперь он подвергается воздействию внешней силы, поэтому он действует как вынужденный генератор. Другие примеры свободных колебаний включают в себя камертон, маятник и т. Д.

Свободные и вынужденные колебания: сравнительная таблица

Резюме Free Vs. Вынужденные колебания

Короче говоря, свободные колебания - это колебания, при которых тело или система колеблются с собственной собственной частотой, на которую не воздействует внешняя сила. Напротив, вынужденные колебания - это колебания, при которых тело колеблется с частотой, отличной от его собственной частоты, под воздействием внешней периодической силы. Свободные колебания постепенно уменьшаются из-за сопротивляющих сил, называемых демпфирующими силами, тогда как вынужденные колебания сохраняются до тех пор, пока на тело действует внешняя сила.