Что такое свободные колебания и как они отличаются от вынужденных колебаний?
| 12 января, 2024 | Физика
Свободные колебания и вынужденные колебания — это два основных типа колебаний в физике. Вот их определения и различия:
Свободные колебания: Свободные колебания возникают, когда система имеет собственную частоту колебаний и начинает колебаться после того, как ей была сообщена начальная энергия. В отсутствие внешних воздействий система будет колебаться с собственной частотой и амплитудой. Примером свободных колебаний может быть маятник, качающийся туда и обратно или колебания металлической пружины после ее деформации и отпускания.
Вынужденные колебания: Вынужденные колебания происходят, когда на систему действует внешняя сила или воздействие, которое поддерживает ее в колебательном движении. Эта внешняя сила может иметь постоянную или переменную частоту. Примером вынужденных колебаний может служить система с колебательным движением, которая подвергается регулярным импульсам или периодическим воздействиям, таким как колебания струны, подвергаемой внешним побуждающим силам.
Различия между свободными и вынужденными колебаниями:
-
Причина колебаний: Свободные колебания возникают самостоятельно в системе, без внешнего воздействия, после начального возбуждения. Вынужденные колебания возникают из-за постоянного или периодического внешнего воздействия на систему.
-
Частота колебаний: В свободных колебаниях частота колебаний определяется собственными свойствами системы. В вынужденных колебаниях частота колебаний определяется внешним воздействием на систему.
-
Амплитуда колебаний: В свободных колебаниях амплитуда может постепенно уменьшаться из-за сопротивления или диссипации энергии. В вынужденных колебаниях амплитуда колебаний может быть постоянной или изменяться в зависимости от внешнего воздействия.
Таким образом, свободные колебания возникают самостоятельно в системе, в то время как вынужденные колебания возникают из-за внешнего воздействия на систему. Они отличаются причиной колебаний, частотой и амплитудой колебаний.