svängning

Svängning, eller oscillation, är inom fysik och teknik en process där ett systems tillstånd varierar periodiskt kring ett jämviktsläge. Den vanligaste formen är en periodisk rörelse, till exempel en vikt fäst vid en fjäder, en pendel eller en elektrisk laddning i en LC-krets. Nyckelbegrepp är amplitud, frekvens, period och fas. Amplituden beskriver hur långt tillståndet avviker från jämviktsläget, frekvensen är hur många svängningar som sker per tidsenhet och perioden är tiden för en fullständig svängning.

System kan vara fria eller drivna och kan vara odämpade, lätt dämpade eller starkt dämpade. Den klassiska modellen är en dämpad harmonisk kanal: m x'' + c x' + k x = F(t). Om F(t)=0 och c=0 får man enkel harmonisk svängning med naturlig frekvens ω0 = sqrt(k/m). Vid närvaro av dämpning dämpas svängningen och den observerade frekvensen är ofta ωd = ω0 sqrt(1−ζ^2) vid liten dämpning, där ζ är dämpningsfaktorn.

Vid drivna svängningar, där en yttre kraft F(t) tillförs, kan systemet uppvisa resonans när drivfrekvensen närmar sig den naturliga frekvensen, vilket kan leda till stor amplitudöknng under rätt villkor.

Exempel på tillämpningar finns inom mekanik (byggnader, maskiner), elektronik (filter, oscillatorer) samt forskning och mätteknik, där svängningar används för tids- och frekvensbestämning, sensorer och vågstudier i olika medier. Svängning är ett centralt begrepp inom många naturvetenskaper och ingenjörsdiscipliner.