Реальні коливання відбуваються в умовах дії сил тертя (опору). І тому реальні коливні системи є дисипативними, в яких механічна енергія частково втрачається, що призводить до поступового зменшення амплітуди, тобто до згасання коливань. Для спрощення обмежимось випадком лінійного коливання матеріальної точки у в’язкому середовищі. Якщо швидкість коливального руху невелика, то сила опору пропорційна до швидкості і напрямлена проти швидкості, тобто
,
де r – коефіцієнт опору.
Тоді за другим законом Ньютона
. (5.27)
Розділивши рівність (5.27) на m, отримаємо
. (5.28)
Введемо позначення
.
Рівняння (5.28) матиме вигляд диференціального рівняння згасаючих коливань:
. (5.29)
Підстановкою
(5.30)
приведемо рівняння (5.29) до простішого вигляду (тут е – основа натурального логарифму). Заміну змінних у (5.29) проведемо за допомогою рівнянь
(5.31)
Підставляючи (5.30) і (5.31) у (5.29), отримаємо
або
. (5.32)
У випадку, коли , можна ввести заміну Тоді рівняння (5.32) прийме вигляд
(5.33)
розв’язком якого є
. (5.34)
У випадку, коли , рух матеріальної точки буде неперіодичним (аперіодичним).
Підставляючи (5.34) у (5.30), одержимо рівняння руху коливної точки під дією квазіпружної сили та сили опору, тобто рівняння згасаючих коливань:
. (5.35)
З (5.35) видно, що амплітуда коливань зменшується з часом за експоненціальним законом (рис. 5.6):
. (5.36)
Фізично β характеризує швидкість зменшення амплітуди і називається коефіцієнтом згасання. Можна показати, що β чисельно дорівнює оберненій величині часу τ, протягом якого амплітуда зменшується в е раз. Дійсно, якщо , то із (5.36) слідує, що
.
Звідси
.
Зручно користуватись поняттям логарифмічного декременту згасання λ, як натурального логарифму відношення двох послідовних амплітуд (через період Т):