Осцилаторни процеси су један од најважнијихуобичајене појаве у природи. У њиховим истраживањима се баве различите гране знања, пре свега физике. Да бисмо одговорили на питање које се вибрације називају слободним, треба узети у обзир да је ова категорија полазна основа за проучавање читавог низа вибрационих појава које се јављају у природи.
Постоје следеће врсте њих, класификоване на следећим основама.
По својој физичкој природи разликују се механичке, електромагнетне и мешовите вибрације, комбинујући карактеристике већ поменутог.
Према методи протока у околини, разликују се вибрације:
- присилне, односно оне које су проузроковане инастају под утицајем различитих врста спољних поремећаја окружења у којима се јављају. У овом случају се мора поштовати стање периодичности ових поремећаја;
- слободне вибрације, такође званесвојствене, које се покрећу унутрашњим својствима система и за које је карактеристично обавезно пригушивање када се зауставља или смањује деловање унутрашњих сила;
- само-осцилације - оне које карактеришеприсуство одређеног потенцијала (потенцијалне енергије) у систему, што обезбеђује извршење осцилација. Главна ствар, него што се слободне осцилације разликују од само-осцилација, је зависност амплитуде не о почетном иницирајућем импулсу силе, већ о карактеристикама самог физичког система;
- параметричне - то су осцилације које настају када је осцилаторном систему намерно додељен параметар који је манифестација својстава спољне средине;
- случајне флуктуације су оне у којима су фактори који утичу на осцилаторни процес случајни, а не параметрични.
Резимирајући ове карактеристике, може се направитизакључак да у најопћенитијем облику флуктуације су промене у одређеном систему са одређеном фреквенцијом у односу на његово равнотежно стање. Најчешће сфере испољавања осцилационих процеса у природи су механичке појаве, хемијске, таласне и електричне, астрономске, електромагнетне и друге. Заједничко својство свих видова вибрације, без изузетка, је та што су они директно повезани са преласком енергије - трансформацијом једне врсте енергије у другу.
Као што је већ напоменуто, полазна точка напроучавање природе осцилаторних процеса је проучавање такве врсте као што су слободне осцилације. Њихове главне карактеристике су следећи параметри:
- амплитуда (А) - највеће одступање система од равнотежног стања (најчешће се користи просечна вредност);
- период (Т) - одређено време током којег је могуће поправити понављање стања система;
- фреквенција слободних вибрација (ф) - број вибрација које систем прави у одређеној јединици времена. Овај параметар се мери у хертзима (Хз).
Однос између ових параметара одражава се формулом којакарактерише слободне вибрације као феномен. За различите вибрационе системе, параметри у овој формули су укључени у различите комбинације, зависно од тога који се одређени систем разматра.
На пример, у најједноставнијем осцилаторном кругу, период и фреквенција су повезани формулом: ф = 1 / Т, из њега се види да су период и фреквенција реципрочне вредности.
Ако узмемо у обзир слободне вибрацијејављају се у систему попут статички фиксиране опруге с одређеном еластичношћу (к), тада се овде треба окренути другом закону Невтона. Узимајући то у обзир, формула која одражава својства разматраног осцилаторног система попримит ће облик: Ф = -кк. Ово сугерише да ако занемаримо вредности сила трења и узмемо масу као константну вредност, такав систем ће увек осцилирати са истим периодом, чак и при различитим амплитудама и почетним условима њихове појаве.
