Εξαναγκασμένη Ταλάντωση

Εισαγωγή 

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς η φωνή ενός τραγουδιστή της όπερας μπορεί εύκολα να σπάσει το ποτήρι του κρασιού; Ή πώς ένα ραδιόφωνο καταφέρνει να παίξει μόνο το επιλεγμένο κανάλι συχνότητας; Η απάντηση σε αυτό είναι η εξαναγκασμένη ταλάντωση και συντονισμός.

Σήμερα, σε αυτό το άρθρο σχετικά με την κατανόηση της εξαναγκασμένης ταλάντωσης, θα λάβετε λεπτομερείς πληροφορίες για την ταλάντωση στη φυσική, την εξαναγκασμένη ταλάντωση, τον συντονισμό, τους τύπους συντονισμού και άλλα σχετικά θέματα. Έτσι, χωρίς περαιτέρω καθυστέρηση, ας ξεκινήσουμε με την Εξαναγκασμένη Ταλάντωση στο υλικό μελέτης της Φυσικής.

Τι είναι η ταλάντωση;

Η ταλάντωση είναι ένας κρίσιμος όρος της φυσικής που μπορεί να οριστεί ως οι κανονικές διακυμάνσεις στο μέγεθος της θέσης για ένα ορισμένο σημείο. Με απλά λόγια, είναι μια επαναλαμβανόμενη παραλλαγή, κυρίως χρονικά. Είναι μια τακτική κίνηση που συμβαίνει σε σταθερά διαστήματα σε συστηματικό ρυθμό. Μερικά κοινά παραδείγματα ταλάντωσης περιλαμβάνουν απλό εναλλασσόμενο ρεύμα εκκρεμούς. Εδώ είναι οι τρεις παράμετροι που διέπουν την Ταλάντωση. Ας ρίξουμε μια ματιά – 

• Πλάτος ταλάντωσης
• Συχνότητα ταλάντωσης
• Περίοδος ταλάντωσης

Τύποι ταλάντωσης

Υπάρχουν κυρίως τρεις τύποι ταλάντωσης, συμπεριλαμβανομένης της απόσβεσης ταλάντωσης, της ελεύθερης ταλάντωσης και της εξαναγκασμένης ταλάντωσης. Ας συζητήσουμε εν συντομία καθένα από αυτά.

Αποσβεσμένη ταλάντωση 

Η απόσβεση ταλάντωσης μπορεί να περιγραφεί ως η ταλάντωση που εξαφανίζεται με το χρόνο. Λόγω της τακτικής απόσβεσης, το πλάτος της ταλάντωσης μειώνεται όσο περνάει ο χρόνος, γεγονός που οδηγεί σε απώλεια ενέργειας από το σύστημα για την υπέρβαση εξωτερικών δυνάμεων όπως η αντίσταση του αέρα και η τριβή. Γενικά, η απόσβεση ταλάντωσης ταξινομείται περαιτέρω σε δύο κύρια μέρη. Αυτά περιλαμβάνουν – 

• Φυσική απόσβεση 
• Τεχνητή απόσβεση 

Ελεύθερη ταλάντωση 

Στην ελεύθερη ταλάντωση, υπάρχει μια συνεχής περίοδος και πλάτος χωρίς καμία εξωτερική δύναμη για τη ρύθμιση της ταλάντωσης. Με απλά λόγια, η ελεύθερη Ταλάντωση δεν περιλαμβάνει απόσβεση. Σε αυτόν τον τύπο ταλάντωσης, η συχνότητα, η ενέργεια και το πλάτος παραμένουν τα ίδια.

Αναγκαστική ταλάντωση με λεπτομέρειες 

Έχετε σκεφτεί ποτέ γιατί η ομάδα των στρατιωτών αρνήθηκε να διασχίσει τη γέφυρα αλλά ζήτησε να τρέξει; Συμβαίνει γιατί αν αρχίσουν να κάνουν πορεία, η συχνότητά τους μπορεί να ταιριάζει με τη φυσική συχνότητα της γέφυρας, κάτι που μπορεί να είναι επικίνδυνο για τη γέφυρα και συνεπώς για τους κοντινούς ανθρώπους. Η εξαναγκασμένη ταλάντωση μπορεί να περιγραφεί ως όταν το σώμα ταλαντώνεται καθώς έχει έρθει υπό την επίδραση οποιασδήποτε εξωτερικής περιοδικής δύναμης.

Εδώ, το πλάτος της ταλάντωσης παρουσιάζει απόσβεση. Ωστόσο, παραμένει το ίδιο όπως παραμένει το ίδιο καθώς εφαρμόζεται εξωτερική ενέργεια σε αυτό. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα εξαναγκασμένης ταλάντωσης στην πραγματική ζωή είναι όταν ζητάτε από κάποιον να σας σπρώξει στην κούνια, πρέπει να συνεχίσει να πιέζει για να διατηρήσει την ταχύτητα, διαφορετικά θα μειωθεί και μετά από ένα σημείο, η ταλάντευση θα σταματήσει.

Τι είναι το Resonance;

Ο συντονισμός μπορεί να περιγραφεί ως ένα φαινόμενο όπου ένα εξωτερικό δονούμενο σύστημα προωθεί ένα άλλο σύστημα για ταλάντωση με μεγαλύτερο πλάτος όταν οι συχνότητες και των δύο συστημάτων είναι σχεδόν ίδιες. Αυτή η συχνότητα ονομάζεται συχνότητα συντονισμού. Στη συχνότητα συντονισμού,  θα παρατηρήσετε ότι το πλάτος είναι μεγαλύτερο.

Τύποι συντονισμού

Υπάρχουν κυρίως έξι τύποι συντονισμού. Αυτά παρατίθενται παρακάτω – 

• Ακουστική (σε όργανα) – Ο ακουστικός συντονισμός είναι οι μηχανικοί κραδασμοί που συμβαίνουν εντός του εύρους συχνοτήτων από 20 Hz έως 20 kHz, το οποίο ακούγεται.
• Μηχανική (σε γέφυρες) – Όταν η συχνότητα δόνησης του συστήματος είναι ίδια με τη συχνότητα ταλάντωσής του, ο μηχανικός συντονισμός απορροφά τη μέγιστη ενέργεια.
• Ηλεκτρικά (σε ηλεκτρικά κυκλώματα) – Στα ηλεκτρικά κυκλώματα παρατηρούνται τα φαινόμενα ηλεκτρικού συντονισμού.
• Οπτικός συντονισμός – Η οπτική κοιλότητα συντονισμού, γνωστή και ως οπτικοί συντονιστές, χρησιμοποιείται ευρέως στα λέιζερ.
• Συντονισμός τροχιάς – Στον τροχιακό συντονισμό, μια κανονική και περιοδική βαρυτική δύναμη εκκρίνεται από δύο σώματα που βρίσκονται σε τροχιά.
• Συντονισμός σωματιδίων – Στον συντονισμό σωματιδίων, τα μόρια, τα άτομα και άλλα σωματίδια επηρεάζουν το ένα το άλλο.

Συμπέρασμα 

Με αυτό, τελειώνουμε το υλικό μελέτης μας για την εξαναγκασμένη ταλάντωση (σε μία διάσταση). Σε αυτήν την Εισαγωγή στην εξαναγκασμένη ταλάντωση (σε μια διάσταση), μελετήσαμε ότι όταν το σώμα ταλαντώνεται, έχει έρθει υπό την επίδραση οποιασδήποτε εξωτερικής περιοδικής δύναμης. Εδώ, το πλάτος της ταλάντωσης παρουσιάζει απόσβεση. Ωστόσο, παραμένει το ίδιο όπως παραμένει το ίδιο όπως εφαρμόζεται σε αυτό εξωτερική ενέργεια.

Καλύψαμε Εισαγωγή στην εξαναγκασμένη ταλάντωση (σε μια διάσταση), τι είναι ταλάντωση, τύποι ταλάντωσης, τι είναι συντονισμός , διαφορετικούς τύπους συντονισμού, μαζί με τη σύντομη συζήτησή τους και άλλα σχετικά θέματα αναλυτικά. Ελπίζουμε ότι το υλικό μελέτης της εξαναγκασμένης ταλάντωσης (σε μια διάσταση) θα πρέπει να βοήθησε στην καλύτερη κατανόηση αυτού του θέματος.