Todos oscilações ocorrem em um sistema que tem algum ponto de equilíbrio , ou ponto de equilíbrio . Um balanço, por exemplo, é perfeitamente equilibrado quando ele está pendurado para baixo. Quando o balanço é perturbado do equilíbrio, ele responde ao que é chamado de " força de restauração . " A força restauradora é exatamente o que parece: uma força que tenta trazer de volta , ou restaurar , o equilíbrio do sistema . Puxe a balançar para trás e deixá-lo ir e ele vai seguir em frente, mas tem energia extra que a empurra para a direita após o equilíbrio ; então a força começa a empurrá-lo para trás. E assim por diante . Oscilação .
Livre Oscilação
Se você der um empurrão em um balanço, ele vai para a frente e para trás a uma taxa fixa , uma taxa que depende do seu comprimento. Um pêndulo do relógio faz a mesma coisa . A corda de piano atingido por um martelo, uma rocha jogou em uma piscina , uma bola de borracha rolou de uma tabela - todos estes são exemplos de um sistema que é deslocado de equilíbrio por um único impulso rápido. Depois do impulso , a oscilação do sistema prossegue sem ajuda externa . A frequência de oscilação depende apenas das características do sistema . Isso é chamado de oscilação livre .
Oscilações forçadas
Empurrando um balanço em sua freqüência natural cria a maior resposta .
E se, em vez de apenas dar o balanço de um empurrão , você dá um empurrão a cada dois segundos ? O movimento do balanço será agora dependem não só o comprimento do balanço, mas também sobre a freqüência ea força com a qual você está empurrando . O mesmo é verdadeiro para qualquer oscilação forçada. O movimento de um sistema , em resposta à força aplicada não depende apenas das características do sistema , tal como no oscilação livre . Agora é uma função do sistema e da força aplicada .
Ressonância
Os tipos mais interessantes de oscilações forçadas ocorrem quando a freqüência da força aplicada corresponde ao frequência natural do sistema . Quando uma força coincide com a freqüência natural , ele cria uma condição chamada " ressonância ". Quando você está empurrando um balanço , naturalmente você aplicar a força na freqüência de ressonância , empurrando cada vez que o balanço começa a avançar novamente. Você sabe que é o caminho para obter a maior resposta do swing. O mesmo tipo de comportamento é visto em cada oscilação forçada . A maior resposta do sistema surge quando ele é empurrado para perto de ressonância . Isto é verdade para tudo, desde balanços de playground para receptores de rádio.