Que sont les oscillations forcées
Les branches des arbres se balancent dans le vent , clapotis des vagues à un rivage , une balle de caoutchouc qui rebondit sur un trottoir – ce sont tous des exemples d’oscillations ? . Nos vies – en fait , nous-mêmes – sont remplis avec des oscillations . De son qui remplit l’air aux produits chimiques qui remplissent nos organes , les systèmes qui oscillent sont partout . Parfois , les systèmes juste répondre à une impulsion , alors osciller librement , mais parfois , quelque chose pousse le système oscillant . C’est une oscillation forcée . Équilibre
Tous les oscillations se produisent dans un système qui a un certain point d’équilibre , ou point d’équilibre . Un balancement, par exemple, est parfaitement équilibré quand il est suspendu vers le bas. Lorsque l’oscillation de l’équilibre est perturbé , il répond à ce qu’on appelle une » force de rappel . » A force de rappel est juste ce que cela ressemble : une force qui tente de ramener ou de restauration, l’ équilibre du système . Tirez le basculer vers l’arrière et le laisser aller et il va aller de l’avant , mais il a de l’énergie supplémentaire qui pousse juste devant l’équilibre ; alors la force commence à pousser vers l’arrière . Et ainsi de suite . Oscillation .
Gratuit oscillation
Si vous donnez une poussée sur une balançoire , il ira de l’avant et à l’arrière à un taux fixe , un taux qui dépend de sa longueur . Une pendule d’horloge fait la même chose . Une corde de piano frappé par un marteau , un rocher jeté dans une piscine , une balle en caoutchouc roulé d’une table – ce sont tous des exemples d’un système qui se déplace de l’équilibre par une impulsion unique et rapide . Après l’impulsion , l’oscillation du système se déroule sans aide extérieure . La fréquence de l’oscillation ne dépend que des caractéristiques du système . C’est ce qu’on appelle l’oscillation libre .
Oscillation forcée
Pousser un élan à sa fréquence naturelle crée la plus grande réponse .
Et si , au lieu de simplement donner l’élan d’une poussée, vous donnez un coup de pouce toutes les deux secondes ? Le mouvement de la balançoire va maintenant dépendre non seulement de la longueur du swing, mais aussi sur la fréquence et la force avec laquelle vous poussez . Le même est vrai pour toute oscillation forcée . Le mouvement d’un système en réponse à la force appliquée ne dépend pas seulement des caractéristiques du système, comme dans l’ oscillation libre . Maintenant, c’est une fonction du système et de la force appliquée .
Résonance
Les types les plus intéressants de oscillation forcée ont lieu lorsque la fréquence de la force appliquée correspond à la la fréquence naturelle du système . Lorsqu’une force correspond à la fréquence naturelle , il crée une condition appelée » résonance « . Lorsque vous poussez une balançoire, vous appliquez naturellement la force à la fréquence de résonance , poussant à chaque fois le swing commence à nouveau. Vous savez que c’est la façon d’obtenir la plus grande réponse de la balançoire . Le même type de comportement est perçu dans chaque oscillation forcée . La plus grande réponse du système est fourni lorsqu’il est poussé à proximité de la résonance. Cela est vrai pour tout, de sautes d’ aire de jeux pour les récepteurs de radio .