Какие колебания называются вынужденными колебаниями?
Вынужденные колебания — это колебания, которые возникают в результате внешнего воздействия на систему. Основная характеристика вынужденных колебаний заключается в том, что они происходят под воздействием периодически изменяющейся силы или влияния. Эти колебания отличны от свободных колебаний, которые возникают после первоначального отклонения системы от равновесия и происходят без внешнего воздействия.
Основные характеристики вынужденных колебаний:
1. Внешнее воздействие: Вынужденные колебания всегда связаны с действием внешней силы, которая может быть периодической (например, колебание маятника под воздействием внешнего механизма или резонатора).
2. Частота: Частота вынужденных колебаний совпадает с частотой внешнего воздействия. Это отличие от свободных колебаний, где частота определяется свойствами самой системы (жесткость, масса).
3. Амплитуда: Амплитуда вынужденных колебаний зависит от силы внешнего воздействия, критической частоты системы и ее сопротивления (потерь в системе). Если частота внешнего воздействия близка к собственной частоте системы, амплитуда колебаний может значительно увеличиваться (резонанс).
4. Различие от свободных колебаний: Вынужденные колебания могут существовать даже в случае, когда оставшиеся колебания (свободные) затухают из-за потерь энергии (например, трении).
Примеры вынужденных колебаний:
— Маятник: Если они подводятся с помощью механизма, который периодически толкает маятник, он будет колебаться с частотой механизма.
— Динамик: Работающий динамик создает звуковые волны, которые являются вынужденными колебаниями, порождаемыми электрическим сигналом.
— Гармонический осциллятор: Например, мост, колеблющийся от проезжающего автомобиля, или живая система, колеблющаяся под воздействием внешней силы или заставляющего механизма.
Таким образом, вынужденные колебания являются результатом воздействия внешних факторов на систему, и их свойства зависят от частоты и силы этого воздействия.