Kluczowa różnica między oscylacją tłumioną a oscylacją wymuszoną polega na tym, że oscylacja tłumiona jest zmniejszeniem amplitudy oscylatora, podczas gdy oscylacja wymuszona to oscylacja, która ma miejsce, gdy system oscylacyjny jest napędzany przez siłę okresową, która jest zewnętrzna system oscylacyjny.
Oscylacja to ruch tam i z powrotem w regularnym rytmie. Istnieją dwa główne typy oscylacji, takie jak oscylacja tłumiona i oscylacja wymuszona. Oscylacja tłumiona odnosi się do drgań, które ulegają degradacji w określonym czasie. Z drugiej strony oscylacja wymuszona odnosi się do oscylacji, która ma miejsce w wyniku działania zewnętrznej siły okresowej.
Co to jest tłumienie drgań?
Oscylacja tłumiona to rodzaj oscylacji, który ma miejsce poprzez redukcję amplitudy oscylatora. W systemie o tego typu drganiach amplituda oscylacji stopniowo maleje z czasem. W rzeczywistości termin tłumienie odnosi się do redukcji amplitudy. Oscylację tłumioną możemy zdefiniować po prostu jako oscylację, która ulega degradacji w określonym przedziale czasu. Niektóre typowe przykłady tego typu oscylacji obejmują obciążnik na sprężynie, wahadło wahadłowe i obwód RLC.
Rysunek 01: Tłumienie drgań
Co więcej, poddając tłumiony oscylator działaniu siły tłumiącej (siła musi być liniowo zależna od prędkości, podobnie jak tłumienie wiskotyczne), oscylacja ma tendencję do wykładniczego zaniku, które zwykle zależy od współczynnika tłumienia. Siłę tłumienia możemy wyrazić w następujący sposób:
Gdzie F jest siłą tłumienia, c jest współczynnikiem zmienności, a v jest prędkością. Dlatego możemy wyrazić współczynnik tłumienia w następujący sposób:
Tutaj m jest masą oscylatora. Oznacza to, że siła tłumienia jest proporcjonalna do c, ale odwrotnie proporcjonalna do masy oscylatora.
Co to jest wymuszona oscylacja?
Oscylacja wymuszona może być opisana jako rodzaj oscylacji, który występuje, gdy system oscylacyjny jest napędzany przez siłę okresową, która występuje na zewnątrz systemu oscylacyjnego. W przeciwieństwie do tego, swobodne drgania występują, gdy ciało oscyluje z własną częstotliwością. Ciało, które podlega wymuszonym oscylacjom, ma tendencję do oscylowania z częstotliwością siły okresowej.
Częstym przykładem jest sytuacja, w której dziecko używa stóp do poruszania huśtawką lub gdy ktoś inny popycha huśtawkę, aby utrzymać ruch. Ponadto rezonans można podać jako szczególny przypadek wymuszonej oscylacji.
Jaka jest różnica między drganiami tłumionymi a drganiami wymuszonymi?
Oscylacja tłumiona i oscylacja wymuszona to dwa rodzaje oscylacji. Kluczowa różnica między oscylacją tłumioną a oscylacją wymuszoną polega na tym, że oscylacja tłumiona jest zmniejszeniem amplitudy oscylatora, podczas gdy oscylacja wymuszona to oscylacja, która ma miejsce, gdy system oscylacyjny jest napędzany przez siłę okresową, która jest zewnętrzna w stosunku do systemu oscylacyjnego.
Poniżej znajduje się podsumowanie różnicy między drganiami tłumionymi a drganiami wymuszonymi w formie tabelarycznej do porównania obok siebie.
Podsumowanie – Oscylacja tłumiona kontra oscylacja wymuszona
Oscylacja tłumiona odnosi się do oscylacji, która ulega degradacji w określonym czasie, podczas gdy oscylacja wymuszona odnosi się do oscylacji, która ma miejsce w wyniku działania zewnętrznej siły okresowej. Kluczowa różnica między oscylacją tłumioną a oscylacją wymuszoną polega na tym, że oscylacja tłumiona jest zmniejszeniem amplitudy oscylatora, podczas gdy oscylacja wymuszona to oscylacja, która ma miejsce, gdy system oscylacyjny jest napędzany przez siłę okresową, która jest zewnętrzna w stosunku do systemu oscylacyjnego.
