التذبذبات الحرة
العمليات التأرجحية - واحدة من أكثرالظواهر واسعة الانتشار في الطبيعة. أبحاثهم تتعامل مع مختلف فروع المعرفة ، في المقام الأول ، والفيزياء. للإجابة على سؤال ما يطلق عليه التذبذبات ، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن هذه الفئة هي الأولى في دراسة مجموعة متنوعة من الظواهر الإهتزازية التي تحدث في الطبيعة.
التمييز بين الأنواع التالية ، مصنفة وفقًا للأسباب التالية.
الطبيعة الفيزيائية تميز بين الميكانيكية والكهرومغناطيسية والمختلطة ، والجمع بين خصائص تلك المسماة بالفعل.
من خلال طريقة التدفق في البيئات المحيطة ، تتميز التذبذبات التالية:
- القسري ، أي تلك التي تسمى وتحدث تحت تأثير أنواع مختلفة من الاضطرابات الخارجية من وسائل الإعلام التي تحدث فيها. في هذه الحالة ، يجب ملاحظة حالة الدورية لهذه الاضطرابات ؛
- التذبذبات الحرة ، ودعا لا يزالجوهرية ، والتي تبدأ من الخصائص الداخلية للنظام والتي تتميز بالتخميد الإلزامي ، عندما يتوقف عمل القوى الداخلية أو ينقص ؛
- التذبذبات الذاتية - مثل تتميزوجود بعض (الطاقة الكامنة) المحتملة في النظام الذي يضمن تحقيق التذبذبات. الشيء الرئيسي هو أن التذبذبات الحرة تختلف عن التذبذبات الذاتية ، لا يعتمد اعتماد السعة على نبضة القوة المبدئية المبدئية ، ولكن على خصائص النظام الفيزيائي نفسه ؛
- parametric - هو التذبذبات التي تتشكل عندما يتم تعيين النظام المحدد بشكل متعمد لنظام الاهتزاز للمعلمة التي تعمل كمظهر من خصائص البيئة الخارجية ؛
- التذبذبات العشوائية هي تلك التي تكون فيها العوامل المؤثرة في العملية التذبذبية عشوائية ، وليست حدودية.
تلخيص هذه الخصائص ، يمكن للمرء أن يجعلالاستنتاج أنه في الشكل الأكثر عمومية ، تتكرر التذبذبات مع وجود دورية معينة لنظام معين فيما يتعلق بحالة توازنها. من أكثر المناطق شيوعًا في الظواهر المتذبذبة في الطبيعة الظواهر الميكانيكية والكيميائية والموجات والكهربائية والفلكية والكهرومغناطيسية وغيرها. إن خاصية مشتركة لجميع أنواع التذبذبات ، دون استثناء ، هي أنها ترتبط مباشرة بتحويل الطاقة - تحويل نوع واحد من الطاقة إلى نوع آخر.
كما سبقت الإشارة إليه ، فإن نقطة البداية فيدراسة طبيعة العمليات التذبذبية ، هو التحقيق في مثل هذا الشكل مثل التذبذبات الحرة. خصائصها الرئيسية هي المعلمات التالية:
- السعة (A) - أكبر انحراف للنظام من حالة توازنه (غالباً ما يستخدم متوسط القيمة) ؛
- الفترة (T) - فترة زمنية معينة يمكن خلالها إصلاح تكرار حالات النظام ؛
- تردد التذبذبات الحرة (f) - عدد التذبذبات التي يقوم بها النظام في وحدة زمنية معينة. يتم قياس هذه المعلمة في hertz (Hz).
العلاقة بين هذه المعلمات تعكس الصيغة التييميز التذبذبات الحرة كظاهرة. بالنسبة للأنظمة التذبذبية المختلفة ، يتم تضمين المعلمات في هذه الصيغة في تركيبات مختلفة ، اعتمادًا على أي نظام معين يجري النظر فيه.
على سبيل المثال ، في الدارة التذبذبية الأبسط ، ترتبط الفترة والتردد بالمعادلة: f = 1 / T ، والتي يمكن من خلالها ملاحظة أن الفترة والتردد هي المعاملة بالمثل.
إذا نظرنا إلى التذبذبات الحرة ذلكتحدث في نظام مثل الربيع الذي يتم إصلاحه بشكل ثابت ، مع وجود بعض المرونة (k) ، ثم هنا من الضروري اللجوء إلى القانون الثاني لنيوتن. مع أخذ هذا في الاعتبار ، تأخذ الصيغة التي تعكس خصائص النظام التذبذبي المدروس الشكل: F = -kx. وهذا يدل على أننا إذا أهملنا قيم قوى الاحتكاك ونفترض أن تكون الكتلة ثابتة ، فإن هذا النظام سيتأرجح دائماً مع نفس الفترة ، حتى مع السعات المختلفة والظروف الأولية لأصله.
</ p>>
