نیروی میرایی (Damping Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی میرایی (Damping Force) :
نیروی میرایی یک مفهوم عمومی در فیزیک است که به هر نیرویی اطلاق می شود که با مقاومت در برابر حرکت، دامنه نوسانات یک سیستم را کاهش دهد و انرژی آن را تلف کند. این نیروها همیشه در خلاف جهت سرعت حرکت اعمال می شوند. رایج ترین نوع آن، میرایی ویسکوز (Viscous Damping) است که در آن نیروی میرایی (
\[ F_d \]) با سرعت (
\[ v \]) رابطه مستقیم دارد:
\[ F_d = -b v \]که در آن
\[ b \]ثابت میرایی (Damping Constant) است. این نوع میرایی در سیستم هایی مانند کمک فنر خودروها (که در آنها روغن ویسکوز درون سیلندر حرکت می کند) یا در مقاومت هوا در سرعت های پایین دیده می شود. علامت منفی جهت مخالف نیرو با سرعت را نشان می دهد.
نوع دیگر، میرایی ساختاری (Structural Damping) یا هیسترتیک است که در مواد جامد هنگام تغییر شکل رخ می دهد و با جذب انرژی در داخل ماده همراه است. در سیستم های نوسانی مانند جرم و فنر، حضور نیروی میرایی باعث می شود که دامنه نوسانات به تدریج کاهش یابد و نهایتا به صفر برسد. معادله حرکت یک نوسانگر میرا به صورت زیر است:
\[ m \frac{d^2x}{dt^2} + b \frac{dx}{dt} + kx = 0 \]در این معادله، جمله
\[ b \frac{dx}{dt} \]نشان دهنده نیروی میرایی است. بدون این نیرو، سیستم برای همیشه به نوسان خود ادامه می داد.
