Sự khác biệt giữa dao động tự do và cưỡng bức

Chúng ta bắt gặp các loại chuyển động khác nhau được thể hiện bởi các cơ quan khác nhau trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Trong vật lý, chuyển động của người dịch là loại chuyển động trong đó cơ thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác theo thời gian. Lấy một chuyến bay, ví dụ, một đoàn tàu đang di chuyển hoặc một quả bóng chuyển động - đây đều là những ví dụ về chuyển động của người dịch. Sau đó, chúng ta có chuyển động dao động, trong đó cơ thể lặp đi lặp lại cùng một chuyển động. Các ví dụ về chuyển động dao động bao gồm đồng hồ, ngã ba điều chỉnh, chuyển động của xích đu, v.v ... Dao động và sóng được dệt thành một loạt các hiện tượng chúng ta trải qua mỗi ngày.

Dao động hoặc rung động là miễn phí nếu sau khi kích thích ban đầu, hệ thống dao động chịu tác động của nội lực của chính nó nhưng không có ngoại lực. Mặt khác, nếu ngoại lực tiếp tục duy trì dao động của hệ thống, các rung động được cho là bắt buộc. Lực lượng bên ngoài ở đây được gọi là động lực. Vì vậy, một cơ thể thực hiện các dao động tự do khi nó dao động mà không chịu tác động của ngoại lực trong khi khi một hệ thống dao động tự do chịu tác động của ngoại lực, do đó ảnh hưởng đến dao động của nó, nó bắt đầu tạo ra các dao động cưỡng bức (hoặc dao động). Chúng ta hãy xem xét một số khác biệt chính giữa dao động tự do và cưỡng bức.

Dao động miễn phí là gì?

Hãy lấy một ví dụ về một ngã ba điều chỉnh. Khi bạn nhấn một ngã ba điều chỉnh, nó bắt đầu rung trong một thời gian với tần số đã đặt. Điều này có nghĩa là nó đang dao động tự do vì nó dao động ở tần số tự nhiên và ngã ba điều chỉnh ở đây hoạt động như một bộ dao động tự do. Vì vậy, nếu một bộ dao động được thiết lập để rung ở tần số tự nhiên của nó mà không có ngoại lực tác động lên nó, thì nó được mô tả là bộ dao động tự do. Rung là miễn phí nếu, sau một kích thích ban đầu, hệ thống dao động đối tượng với nội lực của chính nó mà không có bất kỳ lực bên ngoài nào áp dụng cho nó. Đối tượng sau đó được cho là trong dao động tự do. Không có bất kỳ lực bên ngoài nào, bộ dao động tự do được cho là có biên độ và chu kỳ không đổi. Lý tưởng nhất là một bộ tạo dao động tự do không trải qua giảm xóc trừ khi áp dụng lực cản cho dao động tự do.

Dao động cưỡng bức là gì?

Lấy một ví dụ về một cú swing. Khi bạn đẩy xích đu chỉ một lần, nó hoạt động như một bộ dao động tự do dao động ở tần số tự nhiên của chính nó mà không có bất kỳ sự can thiệp nào từ bất kỳ lực bên ngoài nào. Nhưng cuối cùng nó sẽ ngừng lắc lư. Nhưng nếu bạn đẩy xích đu mỗi khi nó bắt đầu chậm lại hoặc đạt đến một điểm nhất định, nó sẽ hoạt động như một bộ dao động cưỡng bức và sẽ tiếp tục lắc vì nó chịu tác động của ngoại lực. Vì vậy, đối tượng nhường cho ngoại lực và dao động với biên độ không đổi và với tần số của lực. Dao động của nó sau đó được gọi là dao động cưỡng bức. Theo thuật ngữ kỹ thuật, dao động cưỡng bức có thể được định nghĩa là các dao động trong đó cơ thể dao động với tần số khác tần số tự nhiên của nó dưới tác động của một lực tuần hoàn bên ngoài.

Sự khác biệt giữa dao động tự do và cưỡng bức

Định nghĩa của Vs. Dao động cưỡng bức

- Dao động tự do là dao động được thực hiện bởi một chủ thể mà không bị tác động bởi ngoại lực. Chúng xảy ra do lực đàn hồi và quán tính của hệ thống. Không có bất kỳ lực bên ngoài nào, bộ dao động tự do được cho là có biên độ và chu kỳ không đổi. Ngược lại, dao động cưỡng bức có thể được định nghĩa là các dao động trong đó cơ thể dao động với tần số khác tần số tự nhiên của nó dưới tác động của một lực tuần hoàn bên ngoài. Lực bên ngoài ở đây được gọi là động lực.

Ví dụ về dao động tự do so với cưỡng bức

- Hãy lấy một ví dụ về xích đu sân chơi. Khi bạn đẩy xích đu chỉ một lần, nó dao động ở tần số tự nhiên của chính nó mà không có bất kỳ sự can thiệp nào từ bất kỳ lực bên ngoài nào, vì vậy nó hoạt động như một bộ dao động tự do. Nhưng nếu bạn đẩy xích đu mỗi khi nó bắt đầu chậm lại hoặc đạt đến một điểm nhất định, nó sẽ tiếp tục lắc vì bây giờ nó phải chịu một lực bên ngoài, vì vậy nó hoạt động như một bộ dao động cưỡng bức. Các ví dụ khác về dao động tự do bao gồm một ngã ba điều chỉnh, một con lắc, v.v..

Dao động miễn phí so với cưỡng bức: Biểu đồ so sánh

Tóm tắt về Vs. Dao động cưỡng bức

Tóm lại, dao động tự do là các dao động trong đó một cơ thể hoặc hệ thống dao động với tần số tự nhiên của chính nó mà không bị tác động bởi một lực bên ngoài. Ngược lại, dao động cưỡng bức là những dao động trong đó cơ thể dao động với tần số khác tần số tự nhiên của nó dưới tác động của một lực tuần hoàn bên ngoài. Các dao động tự do giảm dần do các lực chống lại được gọi là lực giảm chấn trong khi các dao động cưỡng bức vẫn tồn tại miễn là cơ thể bị tác động bởi một lực bên ngoài.