Powodem, dla którego tłumienie krytyczne jest szybsze niż nadmierne tłumienie, jest fakt, że tłumienie krytyczne przechodzi do stanu równowagi niż tłumienie nadmierne.
Tłumienie krytyczne polega na przykładaniu siły rezystancyjnej do układu oscylacyjnego, aby natychmiast go zatrzymać. Tłumienie ma miejsce wtedy, gdy silna siła oporowa jest przyłożona do ruchu obiektu, który przechodzi prosty ruch harmoniczny.
Wyjaśnienie, dlaczego krytyczne tłumienie jest szybsze niż nadmierne tłumienie. Dziewczyna na huśtawce będzie się huśtać bez końca, jeśli nie będzie siły oporu powietrza. Ale należy przyłożyć siłę, aby zatrzymać huśtawkę, to znaczy, gdy przemieszczenie wynosi zero. Gdy przemieszczenie wynosi zero, mówi się, że system jest w równowadze.
Gdy na ruch zostanie przyłożona siła, czyli zastosowane tłumienie, wymach porusza się w taki sposób, że amplituda powoli się obniża. Nazywa się to lekkim tłumieniem. Kiedy na ruch zostanie przyłożona duża siła, wymach zostaje spowolniony, a amplituda jeszcze bardziej się obniży.
Teraz, gdy do huśtawki przyłożona jest jeszcze większa siła, przekracza ona punkt równowagi i powraca. Siła działa tutaj ujemnie i ostatecznie huśtawka zatrzymuje się tak szybko, jak to możliwe, dzięki czemu przemieszczenie wynosi zero. Nazywa się to tłumieniem krytycznym.
Czemu krytyczne tłumienie jest szybsze niż przetłumione i to jest powód tego. Przy krytycznym tłumieniu system oscylacyjny przesuwa się do równowaga tak szybko, jak to możliwe niż nadmierne tłumienie.
Dlaczego tłumienie krytyczne jest szybsze niż nadmierne
W systemie oscylacyjnym nadmierne tłumienie oznacza, że oscylacje ustają po długim czasie od przyłożenia siły oporowej. Lekkie tłumienie oznacza stopniowe zatrzymywanie oscylacji. Jednak krytyczne tłumienie oznacza natychmiastowe zatrzymanie oscylacji.
System tłumienia zostaje krytycznie wytłumiony, gdy współczynnik tłumienia wynosi (ζ = 1). Gdy wartość zeta (ζ) wzrośnie o więcej niż 1, odpowiedź systemu będzie wolniejsza, a wibracje lub oscylacje będą potrzebować więcej czasu, aby osiągnąć pozycję równowagi.
Gdy wartość ζ spadnie poniżej 1, oscylacja stopniowo zatrzyma się, czyli powoli powróci do położenia równowagi.
Gdy,
(ζ) = 1; krytyczne tłumienie
(ζ) = >1; nadmierne tłumienie
(ζ) = <1; niedostateczne tłumienie.
Z powyższych przypadków można dojść do wniosku, że tłumienie krytyczne jest punktem progowym, powyżej którego występuje przetłumienie, czyli stan równowagi osiągany bardzo wolno. A poniżej którego jest to znane jako niedotłumienie, czyli wtedy, gdy położenie równowagi jest osiągane stopniowo.
Tak więc z obserwacji wiadomo, że krytyczne tłumienie oznacza powrót do równowagi położenie obiektu w ruchu jest szybsze niż nadmierne tłumienie.
Często Zadawane Pytania
Co oznacza krytyczne tłumienie?
Tłumienie krytyczne to punkt graniczny między nadmiernym a niedotłumieniem.
W przypadku tłumienia krytycznego współczynnik tłumienia wynosi 1. Gdy współczynnik tłumienia wzrośnie o więcej niż jeden, nazywa się to nadmiernym tłumieniem. A kiedy współczynnik tłumienia spadnie poniżej 1, jest to znane jako niedotłumienie.
Który system jest uważany za system krytycznie wytłumiony?
Układ o najmniejszej wartości amplitudy nazywany jest układem krytycznie wytłumionym.
Najmniejsza wartość amplitudy oznacza również, że oscylacja lub wibracje układu są zerem bez wartości. System osiąga pozycję równowagi w szybszym tempie. Ta wartość oddziela brak oscylacji od oscylacji.
Dlaczego przetłumienie trwa dłużej?
Nadmierne tłumienie zajmuje dużo czasu, ponieważ po bardzo długim czasie osiąga pozycję równowagi.
Ponieważ współczynnik tłumienia w systemie z nadmiernym tłumieniem jest większy niż 1, reakcja systemu i osiągnięcie stanu ustalonego zajmuje dużo czasu. Amplituda w tym systemie zmniejsza się powoli. Właśnie dlatego tłumienie krytyczne jest szybsze niż przetłumione.
Jaki jest przykład krytycznej sytuacji tłumienia?
Amortyzator samochodowy jest bardzo dobrym przykładem sytuacji krytycznego tłumienia.
Tłumienie krytyczne oznacza zatrzymanie wibracji lub oscylacji systemu będącego w ruchu. Ten amortyzator jest urządzeniem w samochodzie, które kontroluje zamontowane urządzenie, które jest zamontowane na sprężynie.
Jak rozróżnia się system przetłumiony, niedotłumiony i krytycznie wytłumiony?
Czynnik tłumienia, powrót systemu do położenia równowagi, odróżnia system, czy jest on nadmiernie tłumiony, niedotłumiony lub krytycznie tłumiony.
Gdy system natychmiast powraca do położenia równowagi bez wibracji lub oscylacji, jest to znane jako tłumienie krytyczne. Tutaj współczynnik tłumienia wynosi 1.Gdy systemowi zajmuje bardzo dużo czasu, aby osiągnąć pozycję równowagi, mówi się, że jest on przetłumiony. Współczynnik tłumienia jest większy niż 1. Kiedy system stopniowo powraca do pozycji równowagi, jest znany jako niedotłumiony. Współczynnik tłumienia jest mniejszy niż 1.
***********************
Przeczytaj także:
- Polaryzacja równoległa
- Czy magnetyzm jest właściwością fizyczną
- Czy brąz jest plastyczny
- Stół bez tarcia
- Zastosowanie wiertarki udarowej
- Konwekcja vs dyfuzja
- Mikrometr odczytuje typy mikrometrów, ważne fakty
- Przegląd wzmacniacza różnicowego Wzmacniacz mostkowy
- Równowaga dynamiczna w roztworze
- Sekwencja Hubble'a i rodzaje galaktyk
Cześć… nazywam się Keerthana Srikumar i obecnie robię doktorat. Doktorat z fizyki, a moją specjalizacją jest nanonauka. Ukończyłem studia licencjackie i magisterskie odpowiednio w Stella Maris College i Loyola College. Bardzo interesuje mnie poszerzanie swoich umiejętności badawczych, a także potrafię wyjaśniać zagadnienia z fizyki w prostszy sposób. Oprócz nauki uwielbiam spędzać czas słuchając muzyki i czytając książki.
Połączmy się poprzez LinkedIn