Oscilatii mecanice

Caracteristici generale

În sens general, prin mişcare oscilatorie se înţelege oricetransformare a energiei unui sistem dintr-o formă în alta, periodic saucvasiperiodic, reversibil sau parţial reversibil. Pe scurt, sistemul careoscilează se numeşte oscilator, iar mişcarea ca atare – oscilaţie. Oscilaţia este periodică, dacă oscilatorul revine în aceeaşi staredupă un interval de timp T numit perioadă, iar dacă perioadele diferăpuţin, deci nu sunt strict egale, oscilaţia este cvasiperiodică. Dacăenergia oscilatorului se păstrează constantă, procesul de oscilaţie estereversibil, iar dacă oscilatorul pierde o parte din energia sa, cedând-omediului ambiant, mişcarea oscilatorie este un proces parţial reversibil,energia fiind pierdută printr-un proces ireversibil.

Procesul de propagare a unei oscilaţii în mediul ambiant senumeşte undă. Şi unda este un fenomen periodic, iar din punct devedere energetic are aceleeaşi tipuri de caracteristici ca şi oscilaţia,energia undei putând rămâne constantă sau putându-se pierde prinprocese parţial reversibile sau ireversibile. Pentru caracterizarea cantitativă a unei oscilaţii va fi nevoie deo funcţie care să depindă de timp (numită elongaţie), iar pentrucaracterizarea unei unde este necesară o funcţie care să depindă atât detimp, cât şi de variabilele spaţiale (numită funcţie de undă). Acestefuncţii trebuie să fie funcţii periodice atât în raport cu timpul, cât şi înraport cu variabilele spaţiale.

02

02

0

0

0

0

sin

cos

cos

sin

sin

cos

sin

cos

tAa

tAa

tAv

tAv

tAy

tAx

Ry

Rx

y

x

y

x

2

02

0

sin

sin

mk

tAmF

tkAF

amF

ykF

)(sin5 radtg

g

l

k

mT

l

mgk

l

xmgmgR

osc

osc

222

sin

Mişcarea oscilatorie liniar armonicăEcuaţiile mişcării oscilatorii liniar armonice

Pendul gravitaţional•mişcarea oscilatorie se datoreză componentei greutăţii pe axa OX

Pendulul lui Galileo GalileiÎn secolul al XVI-lea, Galileo Galilei improviza un mijloc de masurare,

deoarece nudispunea de nimic potrivit: cronometra cu ajutorul propriului puls perioada deoscilatie a unui candelabru care se balansa în Catedrala din Pisa, sub actiuneacurentilor de aer. El descoperea astfel ca perioada de oscilatie nu depinde de

amplitudinea de oscilatie daca aceasta ramâne sub anumite valori.

OscilaOscilaţiile forţate ale unui sistem reprezintă oscilaţiile efectuate de ţiile forţate ale unui sistem reprezintă oscilaţiile efectuate de sistem sub acţiunea unei forţe periodice exterioare.sistem sub acţiunea unei forţe periodice exterioare. Sistemul care produce forţa periodică exterioară (forţa excitatoare) se numeşte sistem excitatorsistem excitator, iar sistemul asupra căruia acţionează forţa excitatoare se numeşte sistem oscilator excitatsistem oscilator excitat. Între sistemul excitator şi sistemul excitat are loc un proces selectiv de un proces selectiv de transfer de energietransfer de energie. Fenomenul de transfer maxim de energietransfer maxim de energie de la sistemul excitator la sistemul excitat se numeşte rezonanţărezonanţă. În acest caz, sistemul excitat se numeşte rezonatorrezonator.

Oscilatii fortate

www.deltalab.frhttp://members.aol.com

excitator

rezonator

Oscilaţie forţată

Rezonanţa mecanică