Змушенні коливання. Резонанс

Вимушені - коливання, що відбуваються під дією зовнішньої періодичної сили.
Якщо тіло в момент початку дії змушуючої сили було не рухомим, то спочатку амплітуда його коливань поступово зростає, через певний час досягає максимального значення і далі не збільшується.

Графік ідеалізованого власного коливання являє собою синусоїду або косинусоїду. Однак у будь-якій реальній коливальній системі, внаслідок неминучості дії сил тертя й опору, власні коливання згасають, тобто їх амплітуда зменшується з часом.

У природі і техніці дуже часто реалізуються вимушені коливання. Вимушені коливання можуть бути незгасаючими, якщо зовнішня дія буде компенсувати зменшення енергії в системі, викликане дією сил тертя й опору.

Особливим проявом дії змушуючої сили є явище резонансу — стрімкого (різкого) зростання амплітуди вимушених коливань за умови збігу частоти власних коливань системи і частоти, з якою змінюється змушуюча сила.

- графік залежності амплітуди  від частоти під час резонансу.

В коливальній системі, в якій не виникають вільні коливання, резонанс не спостерігається.
Чим менший коефіцієнт затухання системи, тим більша амплітуда резонансного коливання і гостріший резонанс.
Але резонанс може бути не тільки шкідливим. Приклади корисних проявів резонансу: підсилення звуку муз інструм, настроювання радіоприймача на частоту радіостанції.

Під час коливань відбуваються взаємні періодичні перетворення потенціальної та кінетичної енергій. .Згідно із законом збереження енергії, кінетична енергія під час проходження системою положення рівноваги дорівнює її потенціальній енергії при максимальному відхиленні від цього положення.