Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 1

The Tacoma bridge

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 2

Εξαναγκασμένες Μηχανικές Ταλαντώσεις

Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις θεωρούνται αυτές που διατηρούν το πλάτος τους σταθερό με την επίδραση εξωτερικών περιοδικών δυνάμεων, οι οποίες με το έργο τους καλύπτουν τις ενεργειακές απώλειες που προκαλούν οι τριβές.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 3

Συστήματα παραγωγής Εξαναγκασμένων

Ταλαντώσεων

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 4

Όροι που χρησιμοποιούμεΌροι που χρησιμοποιούμε::

Ιδιοσυχνότητα: Η συχνότητα με την οποία

γίνεται η ελεύθερη ταλάντωση ( ).

Ελεύθερη ταλάντωση: Η ταλάντωση που γίνεται, επειδή αρχικά προσφέραμε στο ταλαντούμενο σύστημα ένα ποσό ενέργειας.

Διεγείρουσα δύναμη: Η περιοδική δύναμη (Fεξ=Fmaxσυνωt) που πρέπει να ασκήσουμε στο σύστημα για να διατηρηθεί το πλάτος της ταλάντωσης σταθερό.

mk

πf

21

0

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 5

Εξαναγκασμένη ταλάντωση: Η ταλάντωση που γίνεται με την επίδραση της διεγείρουσας δύναμης.

Διεγέρτης: Το σώμα που ασκεί την διεγείρουσα δύναμη (π.χ. τροχός).

Ταλαντωτής: Το σώμα που εκτελεί την εξαναγκασμένη ταλάντωση.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 6

Πώς μεταβάλλεται το πλάτος της Πώς μεταβάλλεται το πλάτος της ταλάντωσηςταλάντωσης;;

• Ο ταλαντωτής ταλαντώνεται με τη συχνότητα του διεγέρτη.• Το πλάτος της εξαναγκασμένης ταλάντωσης εξαρτάται από τη συχνότητα του διεγέρτη, για διάφορες τιμές της σταθεράς απόσβεσης.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 7

ΣυντονισμόςΣυντονισμός

Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο η συχνότητα του διεγέρτη (fδιεγ) γίνεται ίση με την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή (f0) και τότε το ταλαντούμενο σύστημα έχει το μέγιστο πλάτος ταλάντωσης.

(Για τις περιπτώσεις που η σταθερά απόσβεσης b έχει μικρή τιμή).

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 8

f0

Γραφική παράσταση Γραφική παράσταση

«πλάτος - συχνότητα«πλάτος - συχνότητα διεγέρτη»διεγέρτη»

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 9

Κατά το συντονισμό η ενέργεια μεταφέρεται στο ταλαντούμενο σύστημα κατά το βέλτιστο τρόπο, γι’ αυτό το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται μέγιστο.

Πώς μεταφέρεται η ενέργεια κατά το συντονισμό;

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός 10

Καμπύλες συντονισμούΚαμπύλες συντονισμού

b0<b1<b2<b3

b0=0

b1

b2

b3