Diferența dintre vibrațiile amortizate și cele netensionate
Share
Diferența principală - Vibrația amortizată vs.
Vibrațiile amortizate și necondiționate se referă la două tipuri diferite de vibrații. principala diferență între vibrațiile amortizate și neimpresionate se constată că vibrațiile neimpresionate se referă la vibrații în care energia obiectului vibratoare nu se disipează înconjurător în timp, în timp ce vibrațiile amortizate se referă la vibrații în care obiectul vibratoare își pierde energia în mediul înconjurător.
Ce este Vibrația subminată
În vibrațiile neinflamate, nici o forță rezistivă nu acționează asupra obiectului vibratoare. Pe măsură ce obiectul oscilează, energia din obiect este transformată în mod continuu din energia cinetică la energia potențială și înapoi, și sumă din energia cinetică și potențială rămâne o valoare constantă. În practică, este extrem de dificil să se găsească vibrații neafectate. De exemplu, chiar și un obiect care vibrează în aer ar pierde energie în timp datorită rezistenței la aer.
Să considerăm un obiect supus unei mișcări simple armonice. Aici, objetul experimentează o forță de refacere spre punctul de echilibru, iar mărimea acestei forțe este proporțională cu deplasarea. În cazul în care deplasarea obiectului este dată de 
, apoi pentru un obiect cu masă 
în mișcare simplă armonică, putem scrie:
Aceasta este o ecuație diferențială. O soluție la această ecuație poate fi scrisă sub forma:
Aici, 
Dacă vibrația este neinflamată, obiectul continuă să oscileze sinusoidal.
Ce este Vibrația amortizată
În vibrațiile amortizate, forțele externe rezistive acționează asupra obiectului vibratoare. Obiectul pierde energie din cauza rezistenței și, ca urmare, amplitudinea vibrațiilor scade exponențial.
Putem modela forța de amortizare să fie direct proporțională cu viteza obiectului în acel moment. Dacă este constantă proporționalitatea pentru forța de amortizare 
, atunci putem scrie:
Soluția pentru această ecuație diferențială poate fi dată sub forma:
.
Aici 
.
Putem scrie acest lucru ca:
.
Scrierea ecuației în această formă este utilă datorită cantității 
poate fi folosit pentru a determina natura unei anumite oscilații. Adesea, această cantitate se numește coeficient de amortizare, 
, adică. 
.
Dacă 
, atunci noi avem amortizare critică. În această condiție, obiectul oscilant revine la poziția sa de echilibru cât mai curând posibil, fără a mai efectua alte oscilații. Cand 
, noi avem underdamping. În acest caz, obiectul continuă să oscileze, dar cu o amplitudine tot mai redusă. Pentru 
forțele rezistive sunt foarte puternice. Obiectul nu va oscila din nou, dar obiectul este încetinit atât de mult, încât se îndreaptă spre echilibru mult mai lent în comparație cu un obiect critic de amortizare. Overdamping este numele dat acestui tip de scenariu. Cand 
, nu există forță rezistivă și obiectul este neamortizate. Teoretic, obiectul continuă să realizeze o mișcare armonică simplă fără a reduce amplitudinea.
Graficul de mai jos ilustrează modul în care deplasarea obiectului se schimbă în aceste trei condiții diferite:
Amortizarea sub forțe rezistive cu diferite constante de amortizare
Putem face uz de amortizare în situațiile în care nu vrem să vibrăm ceva. Autovehiculele constau în amortizoare care împiedică repetarea mașinii de fiecare dată când cade într-o gropă. Damperele se găsesc și pe poduri pentru a le împiedica să se miște din cauza vântului. De asemenea, clădirile înalte au uneori amortizoare pentru a se asigura că clădirea nu se mișcă prea mult și se răstoarnă în timpul cutremurelor. Pe liniile electrice, "amortizoarele Stockbridge" sunt utilizate pentru a se asigura că cablurile nu suferă vibrații mari.
Stockbridge blochează o linie electrică
Diferența dintre vibrațiile amortizate și cele netensionate
Prezența forțelor rezistive
În neamortizate vibrațiile, obiectul oscilează liber, fără ca forța rezistantă să acționeze împotriva mișcării sale.
În damped vibrații, obiectul traversează forțe rezistive.
Pierderea de energie
În neamortizate vibrațiile, suma energiilor cinetice și potențiale oferă întotdeauna energia totală a obiectului oscilant și valoarea energiei sale totale nu se schimbă.
În damped vibrațiile, energia totală a obiectului oscilant scade în timp. Această energie este disipată, deoarece obiectul funcționează împotriva forțelor rezistive.
Valoarea coeficientului de amortizare
Pentru neamortizate vibrații, .
Pentru damped vibrații, 
.
Datorită fotografiei:
"Stockbridge se oprește pe o linie de 400 KV lângă Castle Combe, Anglia", de Adrian Pingstone (Domeniul propriu) [Public Domain], prin intermediul Wikimedia Commons (Modified)
