Εξαναγκασμένη ταλάντωση

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Κλασική Μηχανική
\vec{F} = {\mathrm{d}(m \vec{v}) \over \mathrm{d}t}.


Εξαναγκασμένη ταλάντωση ονομάζεται η ταλάντωση που προκαλείται από το περιβάλλον του ταλαντωνούμενου συστήματος.

Κατά το φαινόμενο προσφέρεται ενέργεια προς το ταλαντευόμενο σύστημα από το περιβάλλον. Αυτό φαίνεται και από τον τύπο \Epsilon=\frac{1}{2}\kappa\Alpha^{2} που ισχύει σε κάθε ταλάντωση, όπου Ε η ενέργεια του ταλαντευόμενου συστήματος, κ μία σταθερά και Α το πλάτος της ταλάντωσης. Έτσι, για να αρχίσει μαι ταλάντωση, άρα να αυξηθεί το πλάτος, χρειάζεται προσφορά ενέργειας.

Η προσφορά της ενέργειας οφείλεται στις δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση. Αυτές οι δυνάμεις συνήθως είναι περιοδικές δυνάμεις και ονομάζονται διεγείρουσες δυνάμεις. Ο μηχανισμός που ασκεί αυτές τις δυνάμεις ονομάζεται διεγέρτης.

Το πλάτος της ταλάντωσης εξαρτάται εκτός από το μέγεθός της διεγείρουσας δύναμης, αλλά κυρίως από τη συχνότητά της. Όσο πιο πολύ η συχνότητα του διεγέρτη προσεγγίζει την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος. Ο λόγος αυτής της συμπεριφοράς είναι ότι η ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή εκφράζει τη συχνότητα με την οποία λαμβάνει (ή δίνει) την ενέργεια από το διεγέρτη. Όταν τα δύο μεγέθη προσεγγίζουν, τότε ο ταλαντωτής λαμβάνει όλη την ενέργεια του διεγέρτη. Το μέγιστο πλάτος που μπορεί να λάβει το σύστημα διεγέρτη και ταλαντωτή λαμβάνεται όταν η συχνότητα του διεγέρτη ταυτίζεται με την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή.

Η περίοδος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης είναι ίδια με αυτή του διεγέρτη. Αυτό το φαινόμενο εξηγεί σημαντικό μέρος του κύματος, όπου το κάθε στοιχειώδες σωματίδιο του μέσου εξαναγκάζει σε ταλάντωση τα γειτονικά του.

Τυπικό παράδειγμα εξαναγκασμένης ταλάντωσης είναι ένα σύστημα απλής αρμονικής ταλάντωσης (\chi=\eta\mu(\omega t)) στο οποίο ενεργεί η δύναμη \overrightarrow{F}=-\gamma\overrightarrow{\chi}, όπου γ μία σταθερά, χ το ταλαντωνόμενο μέγεθος και F η δύναμη. Το αποτέλεσμα είναι απλή αρμονική ταλάντωση με τη συχνότητα του διεγέρτη και πλάτος που καθορίζεται από την ενέργεια που τελικά αποκτά το σύστημα.


[Επεξεργασία] Πηγές

  • Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ΄ Τάξης Γενικού Λυκείου, ΟΕΔΒ, έκδοση Η΄, Αθήνα 2008, ISBN 960-06-1154-8


Προσωπικά εργαλεία
Περιοχές ονομάτων

Παραλλαγές
Ενέργειες
Πλοήγηση
Συμμετοχή
Εκτύπωση/εξαγωγή
Εργαλειοθήκη