Ключевое различие между затухающими колебаниями и вынужденными колебаниями заключается в том, что затухающие колебания - это уменьшение амплитуды осциллятора, тогда как вынужденные колебания - это колебания, которые происходят, когда колебательная система приводится в движение периодической силой, внешней по отношению к колебательная система.
Колебание – это возвратно-поступательное движение в регулярном ритме. Различают два основных типа колебаний: затухающие колебания и вынужденные колебания. Затухающие колебания относятся к колебаниям, которые затухают в течение определенного периода времени. Вынужденные колебания, с другой стороны, относятся к колебаниям, происходящим из-за действия внешней периодической силы.
Что такое затухающие колебания?
Затухающие колебания - это тип колебаний, происходящих за счет уменьшения амплитуды осциллятора. В системе с таким типом колебаний амплитуда колебаний со временем постепенно уменьшается. Фактически, термин демпфирование относится к уменьшению амплитуды. Мы можем определить затухающее колебание просто как колебание, которое затухает в течение определенного периода времени. Некоторые распространенные примеры этого типа колебаний включают вес на пружине, качающийся маятник и цепь RLC.
Рисунок 01: Затухающие колебания
Более того, при воздействии на демпфирующий осциллятор демпфирующей силы (сила должна линейно зависеть от скорости, аналогично вязкому демпфированию), колебание имеет тенденцию к экспоненциальному затуханию, которое, как правило, зависит от коэффициента демпфирования. Мы можем выразить демпфирующую силу следующим образом:
Где F - демпфирующая сила, c - коэффициент вариации, а v - скорость. Следовательно, мы можем выразить коэффициент демпфирования следующим образом:
Здесь m - масса осциллятора. Это означает, что демпфирующая сила пропорциональна c, но обратно пропорциональна массе осциллятора.
Что такое принудительное колебание?
Вынужденные колебания можно описать как тип колебаний, возникающих, когда колебательная система приводится в действие периодической силой, которая возникает извне по отношению к колебательной системе. Напротив, свободные колебания возникают, когда тело колеблется с собственной частотой. Тело, совершающее вынужденные колебания, стремится колебаться с частотой периодической силы.
Распространенный пример: ребенок использует свои ноги, чтобы раскачивать качели, или когда кто-то толкает качели, чтобы поддерживать движение. Более того, резонанс можно представить как частный случай вынужденных колебаний.
В чем разница между затухающими колебаниями и вынужденными колебаниями?
Затухающие колебания и вынужденные колебания - это два типа колебаний. Ключевое различие между затухающими колебаниями и вынужденными колебаниями заключается в том, что затухающие колебания представляют собой уменьшение амплитуды осциллятора, тогда как вынужденные колебания - это колебания, возникающие, когда колебательная система приводится в движение периодической силой, внешней по отношению к колебательной системе.
Ниже приведена сводка различий между затухающими колебаниями и вынужденными колебаниями в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Сравнение затухающих колебаний и вынужденных колебаний
Затухающие колебания относятся к колебаниям, которые затухают в течение определенного периода времени, в то время как вынужденные колебания относятся к колебаниям, возникающим из-за воздействия внешней периодической силы. Ключевое различие между затухающими колебаниями и вынужденными колебаниями заключается в том, что затухающие колебания представляют собой уменьшение амплитуды осциллятора, тогда как вынужденные колебания - это колебания, возникающие, когда колебательная система приводится в движение периодической силой, внешней по отношению к колебательной системе.
