Rami degli alberi che ondeggiano al vento, le onde lambiscono un puntello, una gomma palla che rimbalza lungo un marciapiede..--questi sono tutti esempi di oscillazioni. Nostra vita..--in effetti, noi stessi..--è pieni di oscillazioni. Dal suono che riempie l'aria per le sostanze chimiche che riempiono i nostri corpi, sistemi che oscillano sono ovunque. A volte, i sistemi solo rispondere ad un impulso, poi oscillano liberamente, ma a volte, qualcosa spinge il sistema oscillante. Che è un'oscillazione forzata.
Equilibrio
Tutte le oscillazioni si verificano in un sistema che ha qualche punto di equilibrio, o il punto di equilibrio. Un'altalena, ad esempio, è perfettamente bilanciata quando è appeso verso il basso. Quando l'oscillazione è disturbato dall'equilibrio, risponde a ciò che è chiamato una "forza di ripristino". Una forza di ripristino è solo quello che sembra: una forza che cerca di riportare, o il ripristino, l'equilibrio del sistema. Tirare l'oscillazione indietro e lasciarlo andare e lo si sposta in avanti, ma ha energia supplementare che lo spinge in passato equilibrio; poi la forza inizia a spingere indietro. E così via. Oscillazione.
Oscillazione libera
Se si dà una Spinta sull'altalena, andrà avanti e indietro a tasso fisso, una frequenza che dipende dalla sua lunghezza. Un orologio a pendolo fa la stessa cosa. Una stringa di pianoforte ha colpita con un martello, un sasso gettato in una piscina, una palla di gomma arrotolata da una tabella..--questi sono tutti esempi di un sistema che è stato spostato dall'equilibrio di un singolo impulso rapido. Dopo l'impulso, l'oscillazione del sistema procede senza aiuto esterno. La frequenza dell'oscillazione dipende solo dalle caratteristiche del sistema. Quello è denominato oscillazione libera.
Oscillazione forzata
Cosa succede se, invece di dare la spinta di uno swing, dargli una Spinta ogni due secondi? Il movimento dello swing ora dipenderà non solo sulla lunghezza dello swing, ma anche la frequenza e la forza con la quale si sta spingendo. Lo stesso vale per qualsiasi oscillazione forzata. Il moto di un sistema in risposta alla forza applicata non solo dipende dalle caratteristiche del sistema, come in oscillazione libera. Ora è una funzione del sistema e della forza applicata.
A risonanza
Le tipologie più interessanti di oscillazione forzata hanno luogo quando la frequenza della forza applicata corrisponda alla frequenza naturale del sistema. Quando una forza corrisponde alla frequenza naturale, crea una condizione chiamata "risonanza". Quando stai spingendo uno swing, è naturalmente applicare la forza alla frequenza di risonanza, spingendo ogni volta l'oscillazione in avanti ricomincia. Sai che è il modo per ottenere la risposta più grande dall'altalena. Lo stesso tipo di comportamento è visto in ogni oscillazione forzata. La più grande risposta dal sistema viene quando è spinto vicino a risonanza. Questo è vero per tutto, dal parco giochi per bambini altalene ai ricevitori radio.