Oscillazioni libere
Processi oscillatori - uno dei piùfenomeni diffusi in natura. La loro ricerca riguarda vari rami della conoscenza, prima di tutto, la fisica. Per rispondere alla domanda su quali oscillazioni sono chiamate libere, si dovrebbe tenere conto che questa categoria è quella iniziale nello studio dell'intera varietà di fenomeni vibrazionali che si verificano in natura.
Distingue i seguenti tipi, classificati in base ai seguenti motivi.
Dalla natura fisica distinguere tra meccanica, elettromagnetica e mista, combinando le caratteristiche di quelli già nominati.
Con il metodo di fluire negli ambienti circostanti, si distinguono le seguenti oscillazioni:
- forzato, cioè, quelli che sono chiamati esi verificano sotto l'influenza di vari tipi di perturbazioni esterne dei media in cui si verificano. In questo caso, si deve osservare la condizione di periodicità di queste perturbazioni;
- oscillazioni libere, chiamate ancoraintrinseche, che sono iniziate dalle proprietà interne del sistema e che sono caratterizzate da uno smorzamento obbligatorio, quando l'azione delle forze interne cessa o diminuisce;
- auto-oscillazioni - come sono caratterizzati dala presenza di qualche potenziale (energia potenziale) nel sistema che garantisce il soddisfacimento delle oscillazioni. La cosa principale è che le oscillazioni libere differiscono dalle auto-oscillazioni, la dipendenza dell'ampiezza non dipende dall'impulso iniziale della forza iniziale, ma dalle caratteristiche del sistema fisico stesso;
- parametrico - sono le oscillazioni che si formano quando il sistema specificato viene deliberatamente assegnato a un sistema vibratorio di un parametro che agisce come una manifestazione delle proprietà dell'ambiente esterno;
- le oscillazioni casuali sono quelle in cui i fattori che influenzano il processo oscillatorio sono casuali, non parametrici.
Riassumendo queste caratteristiche, si può farela conclusione che nella forma più generale, le oscillazioni si ripetono con una certa periodicità di un certo sistema rispetto al suo stato di equilibrio. Le aree più comuni di manifestazione dei processi oscillatori in natura sono fenomeni meccanici, chimici, ondulatori ed elettrici, astronomici, elettromagnetici e altri. Una proprietà comune di tutti i tipi di oscillazioni, senza eccezione, è che sono direttamente correlati alla transizione energetica - la conversione di un tipo di energia in un'altra.
Come già notato, il punto di partenza inlo studio della natura dei processi oscillatori è un'indagine di una forma come le oscillazioni libere. Le loro caratteristiche principali sono i seguenti parametri:
- Ampiezza (A) - la più grande deviazione del sistema dal suo stato di equilibrio (molto spesso viene utilizzato il valore medio);
- periodo (T) - un certo periodo di tempo durante il quale è possibile fissare ripetizioni di stati del sistema;
- frequenza di oscillazioni libere (f) - il numero di oscillazioni che il sistema produce per una certa unità di tempo. Questo parametro è misurato in hertz (Hz).
La relazione di questi parametri riflette la formula checaratterizza le oscillazioni libere come un fenomeno. Per diversi sistemi oscillatori, i parametri in questa formula sono inclusi in diverse combinazioni, a seconda del particolare sistema che viene considerato.
Ad esempio, nel circuito oscillatorio più semplice, il periodo e la frequenza sono correlati dalla formula: f = 1 / T, mostra che il periodo e la frequenza sono valori inversi.
Se consideriamo le oscillazioni libere quellosi verificano in un sistema come una molla che è fissata staticamente, avendo una certa elasticità (k), quindi qui è necessario rivolgersi alla seconda legge di Newton. Tenendo conto di ciò, la formula che riflette le proprietà del sistema oscillatorio considerato assume la forma: F = -kx. Ciò indica che se trascuriamo i valori delle forze d'attrito e assumiamo che la massa sia costante, allora tale sistema oscillerà sempre con lo stesso periodo, anche con ampiezze diverse e condizioni iniziali della loro origine.
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