Procesy oscylacyjne - jeden z najbardziejpowszechne zjawiska w przyrodzie. W ich badania zaangażowane są różne dziedziny wiedzy, przede wszystkim fizyka. Aby odpowiedzieć na pytanie, które wibracje nazywane są swobodnymi, należy wziąć pod uwagę, że ta kategoria jest początkowa w badaniu całej różnorodności zjawisk wibracyjnych zachodzących w przyrodzie.
Wyróżnia się następujące typy, sklasyfikowane na podstawie następujących przyczyn.
Ze względu na ich charakter fizyczny wyróżnia się wibracje mechaniczne, elektromagnetyczne i mieszane, łącząc cechy tych już nazwanych.
Zgodnie z metodą przepływu w środowisku rozróżnia się wibracje:
- wymuszone, to znaczy te, które są nazywane iwystępują pod wpływem różnego rodzaju zewnętrznych zakłóceń mediów, w których występują. W takim przypadku należy przestrzegać warunku okresowości tych zakłóceń;
- wolne oscylacje, zwane takżeich własne, które są inicjowane przez wewnętrzne właściwości układu i które charakteryzują się obowiązkowym tłumieniem, gdy działanie sił wewnętrznych ustaje lub maleje;
- samoscylacje - charakteryzujące sięobecność pewnego potencjału (energii potencjalnej) w układzie, który zapewnia oscylacje. Najważniejsze jest to, że swobodne oscylacje różnią się od samoscylacji; zależność amplitudy nie zależy od początkowego impulsu inicjującego siłę, ale od cech samego układu fizycznego;
- parametryczny - są to drgania powstające, gdy układ oscylacyjny celowo otrzymuje dowolny parametr, który działa jako przejaw właściwości środowiska zewnętrznego;
- drgania losowe to takie, w których czynniki wpływające na proces oscylacyjny mają charakter losowy, a nie parametryczny.
Podsumowując te cechy, możesz to zrobićwniosek, że w najogólniejszej formie oscylacje to zmiany pewnego układu powtarzane z pewną częstotliwością w stosunku do jego stanu równowagi. Najczęstszymi obszarami manifestacji procesów wibracyjnych w przyrodzie są zjawiska mechaniczne, chemiczne, falowe i elektryczne, astronomiczne, elektromagnetyczne i inne. Wspólną właściwością wszystkich rodzajów wibracji, bez wyjątku, jest to, że są one bezpośrednio związane ze zmianą energii - konwersją jednego rodzaju energii na inny.
Jak wspomniano, punkt początkowy wbadanie natury procesów oscylacyjnych jest badaniem ich rodzaju, takim jak drgania swobodne. Ich główne cechy to następujące parametry:
- amplituda (A) - największe odchylenie układu od stanu równowagi (najczęściej stosowany jest wskaźnik wartości średniej);
- okres (T) - pewien okres czasu, w którym możliwe jest ustalenie powtórzeń stanów układu;
- częstotliwość drgań własnych (f) - liczba drgań, jakie układ wytwarza w określonej jednostce czasu. Ten parametr jest mierzony w hercach (Hz).
Связь этих параметров отражает формула, которая charakteryzuje drgania swobodne jako zjawisko. Dla różnych układów oscylacyjnych parametry w tym wzorze są zawarte w różnych kombinacjach, w zależności od tego, który konkretny układ jest brany pod uwagę.
Na przykład w najprostszym obwodzie oscylacyjnym okres i częstotliwość są powiązane wzorem: f = 1 / T, widać z niego, że okres i częstotliwość są wartościami odwrotnymi.
Jeśli weźmiemy pod uwagę swobodne wibracje, towystępują w układzie, takim jak statycznie ustalona sprężyna o określonej sprężystości (k), to w tym miejscu należy zwrócić uwagę na drugie prawo Newtona. Biorąc to pod uwagę, wzór odzwierciedlający właściwości rozważanego układu oscylacyjnego przybierze postać: F = -kx. Sugeruje to, że jeśli zaniedbamy wartości sił tarcia i przyjmiemy masę jako wartość stałą, to taki układ zawsze będzie oscylował w tym samym okresie, nawet przy różnych amplitudach i warunkach początkowych ich występowania.
