CAPITOLO I – VIBRAZIONI

Sezione I.3 - L'ammortizzazione

Tornando al sistema M-K (massa-molla), che abbiamo eccitato tirandolo con la mano e rilasciandolo: sulla carta continuerebbe a muoversi in eterno, fino a quando qualcuno o qualcosa non lo fermerà. In realtà sappiamo che prima o poi il movimento si arresta. La ragione è che esiste una terza proprietà dei corpi, chiamata ammortizzazione:

L'Ammortizzazione o smorzamento "consuma" parte dell'energia ad ogni ciclo, trasformandola in calore. Ad ogni ciclo, la massa non raggiungerà gli estremi del ciclo precedente, ma si arresterà un po' prima. Dopo diversi cicli, la massa si fermerà. 

Questo fenomeno si deve agli attriti delle molecole che costituiscono la molla o all'attrito con corpi esterni al sistema (aria, acqua, olio). Può anche essere volutamente creato da appositi apparecchi chiamati ammortizzatori.

Questi attriti trasformano in calore parte dell'energia, sottraendola dal movimento e mandandola all'ambiente circostante.

La figura di sopra mostra come si presenta il nostro schema di corpo vibrante, che si chiama sistema massa-molla-ammortizzatore (sistema M-K-C).

La capacità dell'ammortizzatore di smorzare il movimento si misura con la costante di smorzamento "C", che si esprime con unità di [N/m/s], ovvero una forza per ogni incremento di velocità. Più è alta la velocità della massa, più alta sarà la forza che l'ammortizzatore farà su di essa.

Sappiamo già come si comporta il sistema quando si variano massa e rigidità. Vediamo ora cosa succede quando si varia l'ammortizzazione: Se aggiungiamo un ammortizzatore all'esempio della mano che disturba il sistema, vedremo che l'ampiezza del movimento diventa più piccola ad ogni ciclo, come nella figura successiva

Oltre alla diminuzione di ampiezza, il periodo diventa più lungo (quindi, la frequenza più bassa), rispetto allo stesso sistema senza ammortizzatore. Questo può essere spiegato pensando all'ammortizzatore come qualcosa che "frena" il movimento, facendo che questo proceda più lentamente.

I sistemi ammortizzati hanno una loro frequenza propria, che in questo caso prende il nome di frequenza ammortizzata o smorzata, rappresentata con le lettere f_a.

Se si incrementa molto l'ammortizzazione di un sistema, si raggiunge un punto nel quale questo non riesce più a fare neanche un'oscillazione completa, prima di fermarsi. Questo punto si chiama ammortizzazione critica. 

Da tenere presente:l'ammortizzazione dei corpi tipicamente presenti nelle industrie è molto bassa, praticamente trascurabile, tranne che ci siano veri e propri ammortizzatori installati.