Oszillierende Prozesse - einer der meistenweit verbreitete Phänomene in der Natur. Ihre Forschung befasst sich mit verschiedenen Wissenszweigen, vor allem mit der Physik. Um die Frage zu beantworten, welche Schwingungen als frei bezeichnet werden, sollte berücksichtigt werden, dass diese Kategorie die erste ist bei der Untersuchung der ganzen Vielfalt von Schwingungsphänomenen, die in der Natur vorkommen.
Unterscheiden Sie ihre folgenden Typen, klassifiziert nach den folgenden Gründen.
Physikalisch unterscheiden zwischen mechanisch, elektromagnetisch und gemischt, die Eigenschaften der bereits genannten kombinieren.
Durch die Art und Weise der Strömung in der Umgebung werden folgende Schwingungen unterschieden:
- gezwungen, das heißt, diejenigen, die aufgerufen werden undauftreten unter dem Einfluss von verschiedenen Arten von externen Störungen der Medien, in denen sie auftreten. In diesem Fall muss der Periodizitätszustand dieser Störungen beobachtet werden;
- freie Schwingungen, still genanntintrinsisch, die durch die inneren Eigenschaften des Systems initiiert werden und die durch eine obligatorische Dämpfung gekennzeichnet sind, wenn die Wirkung der inneren Kräfte aufhört oder abnimmt;
- Auto-Oszillationen - wie sie durch gekennzeichnet sinddas Vorhandensein eines Potentials (potentielle Energie) im System, das die Erfüllung von Schwingungen gewährleistet. Die Hauptsache ist, dass die freien Schwingungen sich von den Eigenschwingungen unterscheiden, die Abhängigkeit der Amplitude nicht von dem initial auslösenden Kraftimpuls abhängt, sondern von den Eigenschaften des physikalischen Systems selbst;
- parametrisch - dies sind die Schwingungen, die entstehen, wenn das spezifizierte System einem Schwingungssystem eines Parameters, der als Manifestation der Eigenschaften der äußeren Umgebung wirkt, bewusst zugeordnet ist;
- zufällige Schwankungen sind solche, die auf den Schwingprozessfaktoren wirken, sind zufällige, nicht parametrisch in der Natur.
Zusammenfassend kann man diese Eigenschaften zusammenfassendie Schlussfolgerung, dass sich Oszillationen in der allgemeinsten Form mit einer gewissen Periodizität eines bestimmten Systems in Bezug auf seinen Gleichgewichtszustand wiederholen. Die am häufigsten vorkommenden Manifestationsbereiche von Schwingungsvorgängen in der Natur sind mechanische Phänomene, chemische, Wellen- und elektrische, astronomische, elektromagnetische und andere. Eine gemeinsame Eigenschaft aller Arten von Schwingungen ist ohne Ausnahme, dass sie direkt mit der Energieumwandlung verbunden sind - der Umwandlung einer Energieart in eine andere.
Wie bereits erwähnt, der Ausgangspunkt inDas Studium der Natur oszillatorischer Prozesse ist eine Untersuchung solcher Formen als freie Schwingungen. Ihre Hauptmerkmale sind die folgenden Parameter:
- Amplitude (A) - die größte Abweichung des Systems von seinem Gleichgewichtszustand (meistens wird der Durchschnittswert verwendet);
- Periode (T) - eine bestimmte Zeitperiode, während der es möglich ist, Wiederholungen von Systemzuständen festzulegen;
- Frequenz der freien Schwingungen (f) - die Anzahl der Schwingungen, die das System für eine bestimmte Zeiteinheit erzeugt. Dieser Parameter wird in Hertz (Hz) gemessen.
Die Beziehung dieser Parameter spiegelt die Formel widercharakterisiert freie Schwingungen als Phänomen. Für verschiedene schwingungsfähige Systeme sind die Parameter in dieser Formel in verschiedenen Kombinationen enthalten, abhängig davon, welches spezielle System in Betracht gezogen wird.
Zum Beispiel werden in der einfachsten Oszillatorschaltung die Periode und die Frequenz durch die Formel in Beziehung gesetzt: f = 1 / T, woraus ersichtlich ist, dass die Periode und die Frequenz die Kehrwerte sind.
Wenn wir die freien Schwingungen betrachten, diein einem System wie einer Feder, die statisch fixiert ist, mit einer bestimmten Elastizität (k) auftreten, dann ist es notwendig, sich an das zweite Gesetz von Newton zu wenden. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache hat die Formel, die die Eigenschaften des betrachteten schwingungsfähigen Systems widerspiegelt, die Form: F = -kx. Dies zeigt, dass, wenn wir die Werte der Reibungskräfte vernachlässigen und annehmen, dass die Masse konstant ist, ein solches System immer mit der gleichen Periode schwingen wird, selbst mit unterschiedlichen Amplituden und Anfangsbedingungen ihres Ursprungs.
