Svingninger, oscillasjoner, vibrasjoner, i fysikken frem- og tilbakebevegelser omkring en likevektsstilling eller variasjoner omkring en middelverdi. Svingninger er en svært alminnelig bevegelsesform og opptrer f.eks. i lyd og lys og i atomer. De kan også beskrives som en pendling mellom energiformer.

Man kan anskueliggjøre forløpet av svingninger med bevegelsen til et lodd i en snor, en pendel. Tyngdekraften får pendelen til å henge loddrett med loddet i laveste stilling, likevektsstillingen. Blir loddet trukket ut til siden og sluppet, vil tyngden trekke det tilbake. Da får loddet fart og går forbi likevektsstillingen til den stopper i en ytterstilling på motsatt side. Så beveger loddet seg mot likevektsstillingen igjen. Pendelen begynner å svinge. Det største utslaget til hver side kalles amplituden. Tiden som går med fra pendelen er i en ytterstilling og til den er tilbake i samme ytterstilling, kalles perioden. Antall perioder i et sekund kalles frekvens. En tyngdependel har stillingsenergi i ytterstillingene og bevegelsesenergi i likevektsstillingen. Slik energiveksling opptrer i alle svingeformer.

Et svingedyktig system kommer i svingninger hvis det bringes ut av sin likevektsstilling og overlates til seg selv. Det fortsetter å svinge med sin egenfrekvens i frie svingninger. Nesten all bevegelse møter friksjon i en eller annen form. I praksis er derfor alle frie svingninger dempet, svingeamplituden avtar og blir til slutt null. Svingningsenergien vil da etter hvert omsettes i andre energiformer, f.eks. varme, stråling. Ved mekaniske svingninger skyldes dempningen friksjon, luftmotstand og, ved høye frekvenser, utstråling av lydbølger. Ved elektromagnetiske svingninger skyldes dempningen på tilsvarende måte resistans (ohmsk motstand) og utstråling av elektromagnetiske bølger. Dempede svingninger karakteriseres ved hvor hurtig den maksimale amplitude avtar med tiden. Dette kan ofte beskrives ved en eksponentialfunksjon: A = A0e−δt, A0 er begynnelsesamplituden, A er amplituden ved tiden t, e er grunntallet i det naturlige logaritmesystem, og δ er en konstant som kalles dempningskoeffisienten. Er systemets svingetid T, kalles størrelsen Δ = δT for det logaritmiske dekrement. Δ angir hvor mange ganger systemet må svinge for at amplituden skal bli redusert med en faktor 1/e. Ved sterk dempning vil et system, om det bringes ut av likevekt, ikke svinge, men bare bevege seg langsomt tilbake mot likevektsstillingen. Et slikt system kalles overdempet eller, hvis dempningen er stor nok til å hindre at likevektsstillingen passeres, kritisk dempet.

Et system kan også svinge med en annen frekvens enn sin egenfrekvens, hvis det påvirkes av en regelmessig gjentatt kraft. Dette systemet utfører tvungne svingninger. Hvis kraften som virker på et system har en rytme som er lik systemets egenfrekvens, kommer systemet i resonans. Utslagene kan da bli svært store. Såkalte elastiske svingninger er svært alminnelige. Eksempler på slike er maskinvibrasjoner, rystelser, svingninger i musikkinstrumenter, all lyd osv.

Se også elektriske svingninger.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.