Diferença entre oscilações livres e forçadas

Nos deparamos com diferentes tipos de movimentos exibidos por diferentes corpos em nossa vida cotidiana. Na física, o movimento do tradutor é o tipo de movimento no qual o corpo se move de um lugar para outro em relação ao tempo. Pegue um voo, por exemplo, ou um trem em movimento ou uma bola em movimento - todos esses são exemplos de movimentos do tradutor. Então, temos um movimento oscilatório, no qual o corpo repete o mesmo movimento repetidamente. Os exemplos de movimento oscilatório incluem o relógio, o diapasão, o movimento do balanço, etc. Oscilações e ondas são tecidas em uma série de fenômenos que experimentamos todos os dias.

As oscilações ou vibrações são livres se, após uma excitação inicial, o sistema oscila sujeito a suas próprias forças internas, mas sem forças externas. Por outro lado, se a força externa continuar sustentando a oscilação do sistema, diz-se que as vibrações são forçadas. A força externa aqui é chamada de força motriz. Assim, um corpo executa vibrações livres quando oscila sem a influência de uma força externa, enquanto que quando um sistema oscilando livremente é sujeito a uma força externa, afetando sua oscilação, começa a produzir vibrações forçadas (ou oscilações). Vamos dar uma olhada em algumas diferenças importantes entre oscilações livres e forçadas.

O que são oscilações livres?

Vamos dar um exemplo de um diapasão. Quando você toca em um diapasão, ele começa a vibrar por algum tempo em uma frequência definida. Isso significa que está em oscilação livre porque vibra em sua frequência natural e o diapasão aqui atua como um oscilador livre. Portanto, se um oscilador estiver configurado para vibrar em sua frequência natural sem força externa atuando sobre ele, será descrito como oscilador livre. As vibrações são livres se, após uma excitação inicial, o sistema oscila o sujeito com suas próprias forças internas sem nenhuma força externa aplicada a ele. Diz-se que o sujeito está em oscilação livre. Sem nenhuma força externa, diz-se que o oscilador livre tem amplitude e período constantes. Idealmente, um oscilador livre não sofre amortecimento, a menos que seja aplicada resistência à oscilação livre.

O que são oscilações forçadas?

Tome um exemplo de um balanço. Quando você pressiona o balanço apenas uma vez, ele age como um oscilador livre que oscila em sua própria frequência natural, sem qualquer interferência de qualquer força externa. Mas acabará por parar de girar. Mas se você pressionar o balanço cada vez que ele começar a desacelerar ou atingir um determinado ponto, ele age como um oscilador forçado e continuará a balançar porque está sendo sujeito a uma força externa. Assim, o sujeito cede à força externa e oscila com amplitude constante e com a frequência da força. Suas oscilações são chamadas de oscilações forçadas. Em termos técnicos, oscilações forçadas podem ser definidas como as oscilações nas quais o corpo oscila com uma frequência diferente da sua frequência natural sob a influência de uma força periódica externa.

Diferença entre oscilações livres e forçadas

Definição de vs. Oscilações Forçadas

- Oscilações livres são oscilações executadas por um sujeito sem serem acionadas por uma força externa. Eles ocorrem devido às forças elásticas e inércia do sistema. Sem nenhuma força externa, diz-se que o oscilador livre tem amplitude e período constantes. Pelo contrário, oscilações forçadas podem ser definidas como as oscilações nas quais o corpo oscila com uma frequência diferente da sua frequência natural, sob a influência de uma força periódica externa. A força externa aqui é chamada de força motriz.

Exemplo de oscilações livres vs. forçadas

- Vamos dar um exemplo de um balanço de parquinho. Quando você empurra o balanço apenas uma vez, ele oscila em sua própria frequência natural, sem qualquer interferência de qualquer força externa; Mas se você pressionar o balanço cada vez que começar a desacelerar ou atingir um determinado ponto, ele continuará a balançar porque agora está sendo submetido a uma força externa e, portanto, atua como um oscilador forçado. Outros exemplos de oscilações livres incluem um diapasão, um pêndulo, etc..

Oscilações Gratuitas vs. Oscilações Forçadas: Gráfico Comparativo

Resumo de Free vs. Oscilações Forçadas

Em suma, oscilações livres são oscilações nas quais um corpo ou sistema oscila com sua própria frequência natural sem ser acionado por uma força externa. Pelo contrário, oscilações forçadas são oscilações nas quais o corpo oscila com uma frequência diferente da sua frequência natural, sob a influência de uma força periódica externa. As oscilações livres diminuem gradualmente devido às forças de resistência chamadas forças de amortecimento, enquanto as oscilações forçadas persistem enquanto o corpo é acionado por uma força externa.