L'amplitude des vibrations forcées est le déplacement maximal d'un objet oscillant de sa position d'équilibre lorsqu'il est entraîné par une force externe. Voici une ventilation:
Concepts clés:
* Vibrations forcées: Cela se produit lorsqu'une force périodique externe agit sur un système oscillant, ce qui le fait vibrer à la fréquence de la force motrice. Pensez à pousser un swing périodiquement, ce qui le fait osciller.
* Fréquence naturelle: Chaque objet a une fréquence naturelle à laquelle il vibrera librement sans aucune force externe.
* Resonance: Cela se produit lorsque la fréquence de conduite de la force externe correspond à la fréquence naturelle du système. L'amplitude des vibrations atteint un maximum à la résonance.
* amortissement: Cela fait référence à la perte d'énergie du système en raison de frottements ou d'autres facteurs. L'amortissement réduit l'amplitude des vibrations.
Facteurs affectant l'amplitude:
1. Amplitude de la force motrice: Plus la force externe est forte, plus l'amplitude des vibrations forcées est grande.
2. Fréquence de la force motrice: L'amplitude est maximale lorsque la fréquence de conduite correspond à la fréquence naturelle (résonance). L'amplitude diminue à mesure que la fréquence de conduite s'écarte de la fréquence naturelle.
3. amortissement: L'amortissement réduit l'amplitude des vibrations, en particulier près de la résonance.
4. masse et rigidité du système: La fréquence naturelle du système est déterminée par sa masse et sa rigidité. Les changements dans ces facteurs peuvent affecter de manière significative l'amplitude à la résonance.
Exemple:
Imaginez un swing. Pousser le swing à sa fréquence naturelle le fera se balancer avec une grande amplitude (résonance). Cependant, si vous le poussez à une fréquence différente, l'amplitude sera plus petite. Si vous cessez de pousser, le swing s'arrêtera finalement en raison de l'amortissement.
Formule de clé (simplifiée):
L'amplitude des vibrations forcées peut être exprimée comme suit:
`` '
Amplitude =(amplitude de la force motrice) / (rigidité du système)
`` '
Il s'agit d'une formule simplifiée et ne tient pas compte de l'amortissement ou de la relation exacte entre la fréquence de conduite et la fréquence naturelle.
En conclusion:
L'amplitude des vibrations forcées est un phénomène complexe influencé par plusieurs facteurs. Comprendre la relation entre la force motrice, la fréquence naturelle, l'amortissement et les caractéristiques du système est crucial pour prédire et contrôler le comportement des vibrations forcées dans diverses applications.
