振动之美——受迫振动与共振
回忆童年,好多朋友都有过荡秋千的经历,有一个问题,如果自己不通过动作来调整,秋千的振动会逐渐停下来的。要使秋千能够持续的振动,就需要有周期性的外力来驱动,不断地补充在振动过程中损耗的能量(问题简化为振子为刚体)。
这个用来驱动的外力叫驱动力,在驱动力作用下的振动叫受迫振动。
今天,我们一起简单了解一下受迫振动。那么,什么是受迫振动呢?
物理课堂上,经常会用到这样的一个装置。看到这个装置,相信很多人都能回忆起当年学习物理的课堂来。
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可以看到,受迫振动的频率等于驱动力的频率,与自身的固有频率无关,但振幅与驱动力的频率有关系。
在改变驱动力频率来研究受迫振动的振幅时,可以得到如下图所示的特点。
当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时,振幅达到最大,即共振。我们一起看个实验。
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最后,欣赏一段美妙的小视频。有兴趣的朋友可以动手做做。
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共振现象在实际生活中经常能见到,有的时候我们可以利用它,有的时候我们还要防止它带来的危害。下次再聊。
来源:物理情怀微信公众号(ID:nxhwjwx2019),作者:加贝。
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