Vibrazione.

Oscillazione di piccola ampiezza e grande frequenza: la v. delle corde di uno strumento. ║ Per estens. - Ciò che dà l'impressione di rapido movimento oscillatorio: la v. delle note. ║ Fig. - Fremito della voce, dovuto a forti emozioni interne. • Fis. - In un sistema elastico, piccole oscillazioni del sistema stesso intorno alla sua posizione di equilibrio. Per semplicità, si consideri il caso di un corpo puntiforme libero P, inizialmente fermo nella posizione di equilibrio P₀; sotto l'azione di una sollecitazione elastica esterna di centro O, esso inizia a descrivere oscillazioni armoniche lungo la retta OP₀ intorno alla posizione di equilibrio P₀ secondo l'equazione d²x/dt + ω²x = 0, dove x(t) è l'ascissa variabile di P e ω una costante, tale che ω/π fornisce la frequenza del moto. Le v. governate da questo tipo di equazione vengono dette permanenti, in quanto si ripetono indefinitamente nel tempo con le stesse caratteristiche. In natura non esistono v. permanenti, ma solo v. smorzate, le cui caratteristiche variano nel tempo per l'azione di resistenze passive. Le v. sopra descritte, inoltre, sono dette sinusoidali o semplici o armoniche, in quanto la funzione che ne descrive la legge oraria è sinusoidale. La maggior parte delle v. periodiche presenti in natura, invece, sono non semplici; esse, tuttavia, possono essere considerate come la sovrapposizione di un numero, eventualmente infinito, di v. semplici, mediante uno sviluppo in serie di Fourier. Le considerazioni fino a qui fatte per un corpo puntiforme P possono essere estese anche a un sistema elastico qualsiasi, purché gli eventuali vincoli a cui esso è sottoposto gli consentano di entrare in v., sotto l'azione di una conveniente sollecitazione. In particolare, la descrizione del moto di un sistema olonomo, a vincoli lisci e indipendenti dal tempo, sottoposto all'azione di una forza conservativa, è del tutto simile a quella di un corpo puntiforme; in questo caso, se il sistema è a n gradi di libertà, è necessario considerare n parametri x₁, ..., x_n indipendenti fra di loro, ciascuno atto a descrivere un grado di libertà del sistema, detti coordinate normali. Se il sistema, inizialmente posto in una data configurazione di equilibrio, viene perturbato abbastanza poco da tale configurazione, esso inizia a muoversi indefinitamente, con un moto governato dalle equazioni dx_i/dt + ω²_ix_i = 0, i = 1, ..., n, cioè ciascuna coordinata normale si muove di moto armonico semplice con frequenza ω_i/2π. I moti armonici delle coordinate normali, dalla cui sovrapposizione è dato il moto del sistema, vengono detti v. principali. Le v. prese in esame fino a qui vengono anche dette v. libere, in contrapposizione alle v. forzate che si verificano quando un sistema è sottoposto ad altre forze, oltre che a quelle di richiamo elastiche che determinano le v. stesse; se tali forze sono variabili periodicamente nel tempo, si possono verificare fenomeni di risonanza. ║ V. molecolari: in fisica molecolare, piccole oscillazioni degli atomi intorno alla posizione di equilibrio nella molecola di cui fanno parte. ║ V. reticolari: in fisica dello stato solido, piccole oscillazioni degli atomi costituenti il reticolo cristallino intorno alla loro posizione di equilibrio. • Tecn. - Il problema delle v. delle strutture assume particolare rilevanza in molti campi della tecnica, soprattutto nell'ambito delle costruzioni aeronautiche, navali e civili. In campo aeronautico, le v. delle strutture sono causate principalmente dall'interazione tra le azioni aerodinamiche alle quali le strutture stesse sono sottoposte e le conseguenti deformazioni elastiche; esse costituiscono comunque un aspetto particolare dei fenomeni aeroelastici in senso lato che possono verificarsi in una struttura aeronautica. I principali fenomeni aeroelastici cui possono essere soggette le superfici portanti dei velivoli sono l'inversione del comando alettoni e la divergenza aeroelastica; il primo fenomeno si verifica in corrispondenza di una determinata velocità, detta velocità di inversione, superata la quale le modificazioni subite dalle strutture provocano un effetto contrario rispetto al comando impartito (gli alettoni si alzano invece di abbassarsi), mentre il secondo insorge in corrispondenza della cosiddetta velocità di divergenza, e causa una instabilità nel sistema stesso, che diventa così soggetto a rottura. Per quanto riguarda i fenomeni di v. delle superfici portanti, invece, si distinguono principalmente le autovibrazioni o flutter e il buffetting. Il fenomeno delle autovibrazioni può interessare qualsiasi parte del velivolo; esso è dovuto allo scambio di energia tra la corrente fluida e la struttura, la quale, assorbendo più energia di quella dissipata per attrito interno, a determinate velocità (velocità critica di buffer) può determinare oscillazioni di ampiezza crescente, fino a provocare la rottura della struttura stessa. Il fenomeno di buffetting, invece, consiste in una v. irregolare dell'intera struttura, che determina un andamento irregolare del velivolo stesso: questo si alza e si abbassa continuamente rispetto a quella che dovrebbe essere la sua traiettoria. Nel caso dell'elicottero, il problema delle v. assume un ruolo ancora più importante in fase di progettazione, poiché può essere tale da penalizzare in maniera fondamentale l'assetto di volo e la durata di alcuni suoi organi; i principali fenomeni vibratori si verificano nella fase di transizione, da volo stazionario a volo traslatorio, e in corrispondenza della velocità massima, durante il volo di traslazione. In campo civile, il problema delle v. delle strutture ha duplice interesse: negli edifici per abitazione, l'aspetto principale riguarda l'isolamento dei disturbi acustici che possono essere provocati dalle v. stesse, mentre nel campo delle grandi strutture interessano le sollecitazioni dinamiche cui le strutture stesse possono essere soggette, a causa delle conseguenze possibili sulle condizioni di buona staticità. Nell'ambito delle costruzioni navali, infine, il problema delle v. ha importanza, oltre che per una buona progettazione della struttura stessa, anche per i disturbi che esse possono provocare sulle persone imbarcate.