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第十一章机械振动 阻尼振动受迫振动 思考 唐朝时候洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器 经常莫名其妙地自动鸣响 僧人因此惊恐成疾 四处求治无效 他有一个朋友是朝中管音乐的官员 闻讯特去看望他 这时正好听见寺里敲钟声 那件乐器又随之作响 于是朋友说 你的病我可以治好 因为我找到你的病根了 只见朋友找到一把铁锉 在乐器上锉磨几下 乐器便再也不会自动作响了 1 定义 如果振动系统不受外力的作用 此时的振动叫固有振动 也叫自由振动 2 固有周期 固有振动的周期称为固有周期 其频率称为固有频率 例如 弹簧振子 单摆 一固有振动 1 定义 指振幅逐渐减小的振动 说明 系统受到的阻力越大 振幅减小的越快 二阻尼振动 思考 怎样才能产生持续的振动呢 二阻尼振动 驱动力 作用于振动系统的周期性外力 1 受迫振动 系统在驱动力作用下的振动叫受迫振动 思考 你知道的受迫振动有哪些 三受迫振动 受迫振动无处不在 例如人坐汽车或者飞机旅行 汽车或飞机发动机的振动带给人的振动 使用电动工具或者在机器附近工作等 这些振动对人的影响有大有小 三受迫振动 2 受迫振动的频率 做受迫振动的物体振动稳定后 其振动频率等于驱动力的频率 与物体的固有频率无关 三受迫振动 1 定义 驱动力的频率等于系统的固有频率时 受迫振动的振幅最大 这种现象叫做共振 2 条件 驱动力的频率等于物体的固有频率 3 特点 共振时受迫振动的振幅最大 四共振 4 共振曲线 四共振 思考 唐朝时候洛阳某寺一僧人房中挂着的一件乐器 经常莫名其妙地自动鸣响 僧人因此惊恐成疾 四处求治无效 他有一个朋友是朝中管音乐的官员 闻讯特去看望他 这时正好听见寺里敲钟声 那件乐器又随之作响 于是朋友说 你的病我可以治好 因为我找到你的病根了 只见朋友找到一把铁锉 在乐器上锉磨几下 乐器便再也不会自动作响了 5 共振的应用和防止 1 应用 应使驱动力的频率接近或等于系统的固有频率 振动更剧烈 2 防止 应使驱动力的频率与系统的固有频率相差越大越好 四共振 美国有一农场农妇 习惯于用吹笛的方式招呼丈夫回家吃饭 可当她有一次吹笛时 居然发现树上的毛毛虫纷纷坠地而死 惊讶之余 她到自己的果园吹了几个小时 一下子将果树上的毛毛虫收拾的一干二净 究其原因 还是笛子发出的声音引起毛毛虫内脏发生剧烈共振而死亡 五共振现象 1831年 一队骑兵通过曼彻斯特附近的一座便桥时 由于马蹄节奏整齐 桥梁发生共振而断裂 军队过桥便步走 火车过桥慢行 五共振现象 五共振现象 洗衣机把衣服脱水完毕切断电源后 电动机由于惯性还要转一会儿才能停下来 在这个过程中 洗衣机的振动剧烈程度有变化 其中有一阵子最剧烈 五共振现象 3 受迫振动 系统在驱动力作用下的振动 4 系统做受迫振动时 振动稳定后的频率等于驱动力的频率 跟系统的固有频率无关 5 共振 驱动力的频率等于振动系统的固有频率时受迫振动的振幅最大 这种现象叫做共振 6 利用共振时 应使驱动力的频率接近或等于振动系统的固有频率 防止共振时 应使驱动力的频率与系统的固有频率不同 而且相差越大越好 2 阻尼振动 振幅越来越小的振动 六小节 1 固有振动 振动系统不受外力的作用 1 汽车的车身是装在弹簧上的 如果这个系统的固有周期是1 5s 汽车在一条起伏不平的路上行驶 路上各凸起处大约都相隔8m 汽车以多大速度行驶时 车身上下颠簸得最剧烈 2 如图所示演示装置 一根张紧的水平