การสั่นอิสระ

กระบวนการสั่นสะเทือนเป็นปรากฏการณ์ที่พบมากที่สุดแห่งหนึ่งในธรรมชาติ การวิจัยของพวกเขาเกี่ยวข้องกับสาขาต่างๆของความรู้แรกของทุกฟิสิกส์ เพื่อตอบคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า oscillations ฟรีควรคำนึงถึงว่าประเภทนี้เป็นแบบแรกในการศึกษาความหลากหลายของปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ

จำแนกประเภทต่อไปนี้จำแนกตามเหตุผลดังต่อไปนี้

โดยลักษณะทางกายภาพที่แยกแยะระหว่าง เครื่องกล ไฟฟ้าและแม่เหล็กผสมรวมลักษณะของผู้ที่มีชื่ออยู่แล้ว

โดยวิธีการไหลในสภาพแวดล้อมโดยรอบการสั่นสะเทือนดังต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

- บังคับนั่นคือผู้ที่เกิดและเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของ perturbations ภายนอกต่างๆของสภาพแวดล้อมที่พวกเขาเกิดขึ้น ในกรณีนี้ต้องสังเกตสภาพของความวุ่นวายเหล่านี้

- การแกว่งอิสระหรือที่เรียกว่าวัตถุภายในซึ่งเริ่มจาก สมบัติ ภายใน ของระบบ ซึ่งมีลักษณะการทำให้หมาด ๆ บังคับเมื่อการกระทำของแรงภายในหยุดหรือลดลง

- การแกว่งตัวเอง - ลักษณะที่มีลักษณะของศักยภาพ (พลังงานที่อาจเกิดขึ้น) ในระบบ ที่ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน สิ่งสำคัญคือการสั่นอิสระแตกต่างจากการสั่นตัวเองแอมพลิจูดไม่ขึ้นอยู่กับแรงชีพจรเริ่มต้น แต่ในลักษณะของระบบทางกายภาพของตัวเอง;

- parametric - คือการสั่นที่เกิดขึ้นเมื่อพารามิเตอร์ที่ระบุได้รับมอบหมายโดยเจตนาไปยังระบบการสั่นสะเทือนซึ่งทำหน้าที่เป็นการแสดงออกของคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมภายนอก

- oscillations สุ่มคือผู้ที่ปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการ oscillatory เป็นแบบสุ่มไม่ใช่ parametric

สรุปลักษณะเหล่านี้เราสามารถสรุปได้ว่าในรูปแบบทั่วไปมากที่สุดการสั่นจะทำซ้ำกับบางช่วงของระบบบางอย่างเมื่อเทียบกับสถานะความสมดุลของมัน พื้นที่ทั่วไปของการสำแดงของกระบวนการแกว่งในธรรมชาติเป็น ปรากฏการณ์ ทางกล เคมี คลื่นและไฟฟ้าดาราศาสตร์แม่เหล็กไฟฟ้าและอื่น ๆ คุณสมบัติทั่วไปของการแกว่งทุกประเภทโดยไม่มีข้อยกเว้นคือการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ชนิด หนึ่งเป็น พลังงาน อื่น

ดังที่กล่าวไว้แล้วจุดเริ่มต้นในการศึกษาลักษณะของกระบวนการแกว่งคือการตรวจสอบชนิดเช่นการสั่นอิสระ ลักษณะสำคัญของพวกเขาคือพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

- Amplitude (A) - ค่าความเบี่ยงเบนที่ใหญ่ที่สุดของระบบจากสภาวะสมดุล (โดยส่วนใหญ่จะใช้ค่าเฉลี่ย)

ระยะเวลา (T) - ระยะเวลาหนึ่งในระหว่างที่มันเป็นไปได้ที่จะแก้ไขซ้ำของรัฐระบบ;

- ความถี่ของการสั่นอิสระ (f) - จำนวนของการสั่นที่ระบบทำในหน่วยเวลาหนึ่ง พารามิเตอร์นี้วัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz)

ความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์เหล่านี้สะท้อนให้เห็นถึงสูตรที่กำหนดลักษณะการสั่นเป็นปรากฏการณ์ สำหรับระบบการสั่นที่แตกต่างกันพารามิเตอร์ในสูตรนี้จะรวมอยู่ในชุดค่าผสมต่างๆขึ้นอยู่กับระบบใดที่กำลังได้รับการพิจารณา

ตัวอย่างเช่นในวงจร oscillatory ที่ง่ายที่สุดระยะเวลาและความถี่สัมพันธ์โดยสูตร: f = 1 / T แสดงว่าช่วงเวลาและความถี่เป็นค่าผกผัน

ถ้าเราพิจารณาการแกว่งฟรีที่เกิดขึ้นในระบบดังกล่าวเป็นฤดูใบไม้ผลิแบบคงที่ที่มีความยืดหยุ่นบางอย่าง (k) แล้วเราจะต้องหันไปใช้กฎข้อที่สองของนิวตัน โดยคำนึงถึงสูตรที่สะท้อนถึงคุณสมบัติของระบบการสั่นสะเทือนที่พิจารณาจะอยู่ในรูปแบบ: F = -kx ซึ่งหมายความว่าถ้าเราละเลยค่าของแรงเสียดทานและใช้มวลเป็นค่าคงที่แล้วระบบดังกล่าวมักจะแกว่งไปด้วยระยะเวลาเดียวกันแม้จะมี amplitudes ที่แตกต่างกันและเงื่อนไขเริ่มต้นของการกำเนิดของพวกเขา