Vad tvingas Svängningar

Trädgrenar vajande i vinden , vågorna som slår på en strand , en gummibollstudsar ner en trottoar - dessa är alla exempel på svängningar ? . Våra liv - ja , oss själva - är fyllda med svängningar . Från det ljud som fyller luften med de kemikalier som fyller våra kroppar , system som pendlar finns överallt . Ibland systemen bara svara på en impuls , sedan svänga fritt , men ibland skjuter oscillerande systemet något . Det är en påtvingad svängning . Equilibrium

Alla svängningar uppstår i ett system som har några balanspunkt , eller jämviktspunkt. En gunga, till exempel, är perfekt balanserad när den hänger rakt ned. När svingen störs från jämvikt , ett svar på vad som kallas en " återställande kraft . " Ett återställande kraften är precis vad det låter som : en kraft som försöker få tillbaka , eller återställa balansen i systemet. Dra swing tillbaka och låta det gå och det kommer att gå framåt , men det har extra energi som driver den förbi jämvikt; då kraften börjar trycka den bakåt . Och så vidare . Oscillation .
Free Oscillation

Om du ger ett tryck på en gunga , kommer det att gå framåt och tillbaka till en fast ränta , en ränta som beror på dess längd. En klocka pendel gör samma sak . En pianosträngträffas av en hammare , en sten kastas i en pool , rullade en gummibollfrån ett bord - det är alla exempel på ett system som är förskjuten från jämvikt med en enda snabb impuls . Efter impuls fortsätter oscillationen av systemet utan extern hjälp. Frekvensen för oscillationen endast beroende av egenskaperna hos systemet. Det kallas fri oscillation . Addera Forced Oscillation
Pushing en gunga vid sin naturliga frekvens skapar det största svaret .

Tänk om , istället för att bara ge svingen en push, ger du det en push varannan sekund ? Rörelsen av svingen kommer nu beror inte bara på längden av svingen , men också på frekvensen och styrkan som du driver . Detsamma gäller för alla tvångs svängning . Rörelsen hos ett system som svar på den pålagda kraften beror inte bara på systemets egenskaper , såsom i fri svängning . Nu är det en funktion av systemet och av den applicerade kraften .
Resonance

De mest intressanta typer av tvångssvängningske när frekvensen av den pålagda kraften matchar naturliga frekvensen i systemet . När en kraft matchar den naturliga frekvensen , skapar det ett tillstånd som kallas " resonans ". När du trycker en gång, du naturligtvis använda kraften vid resonansfrekvensen , skjuta varje gång svingen börjar framåt igen . Du vet att det är så för att få den största respons från gungan . Samma typ av beteende ses i varje påtvingad svängning . Den största respons från systemet kommer när den trycks nära resonans . Det gäller allt från lekplats gungor till radiomottagare . Addera