物理學(xué)中有關(guān)共振的知識(shí)

物理學(xué)中有關(guān)共振的知識(shí)五共振的防止四共振的利用三共振的危害二共振的條件一共振的現(xiàn)象

唐朝時(shí)，洛陽有個(gè)和尚喜歡彈撥樂器，他的房間里放著一種樂器——磬.奇怪的是，靜靜的磬經(jīng)常自鳴自響，無緣無故地發(fā)出嗡嗡的聲音.和尚的心病一共振的現(xiàn)象

磬無故而鳴，使和尚大為驚奇，漸漸由驚而疑，由疑而怯，一聽到磬發(fā)出聲音，就坐臥不安，心驚肉跳，以為是妖孽作怪，結(jié)果憂慮成疾，病倒在床.一天，和尚向前來探望他的朋友訴說了內(nèi)心的憂慮.正在說話時(shí)，寺院里的鐘聲響了，說來奇怪，磬也發(fā)出了嗡嗡的響聲.和尚的朋友明白了原由，悄悄用鋼銼在磬上銼了幾處.從此之后，磬再也不會(huì)無故發(fā)聲了.和尚以為妖怪已被趕走，心事頓消，病也不治而愈.磬為什么會(huì)不敲自鳴呢？這是共振引起的一種現(xiàn)象.當(dāng)一物體的振動(dòng)頻率與另一物體的固有頻率一致時(shí)，前者的振動(dòng)能引發(fā)后者的振動(dòng).磬的頻率偶然地和鐘的頻率一樣，因此每當(dāng)鐘響時(shí),磬也因共振而發(fā)出嗡嗡之聲.顯然，和尚的朋友深通物理知識(shí)，他不僅知道這是一種共振現(xiàn)象，而且知道如何消除這種現(xiàn)象.他巧妙地在磬上銼了幾下，這就改變了磬的固有頻率，使磬與鐘的頻率不再一樣，也就引不起共鳴了.秋千是個(gè)擺，有它的固有頻率.輕推一下使秋千微微擺動(dòng)起來以后，只要按它的固有頻率周期性地施加推力，每當(dāng)它往前擺時(shí)輕輕推它一下，盡管每次的推力都很小，經(jīng)過一段時(shí)間，秋千也會(huì)蕩得很高，即發(fā)生了共振.蕩秋千木馬的擺動(dòng)也是如此.每當(dāng)它往下擺時(shí)輕輕壓它一下，盡管每次的壓力都很小，經(jīng)過一段時(shí)間，木馬也會(huì)擺得很高.騎木馬

系統(tǒng)在周期性外力(強(qiáng)迫力)作用下發(fā)生受迫振動(dòng).在受迫振動(dòng)時(shí)，如果外力的頻率跟系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率接近或相等時(shí)，受迫振動(dòng)達(dá)極大值，這種現(xiàn)象叫做共振.二共振的條件條件A振幅共振無阻尼小阻尼大阻尼A0受迫振動(dòng)位移振幅達(dá)極大值.條件：分類O受迫振動(dòng)速度振幅達(dá)極大值.無阻尼小阻尼大阻尼v0B速度共振條件：O周期性的驅(qū)動(dòng)力跟振動(dòng)“合拍”時(shí)，每次驅(qū)動(dòng)力都跟物體的速度方向一致，驅(qū)動(dòng)力做的都是正功，故振幅越來越大，能量也越來越大.當(dāng)驅(qū)動(dòng)力不與振動(dòng)“合拍”時(shí)，它做的一部分是負(fù)功，振動(dòng)系統(tǒng)所得能量要少，引不起共振.原因三共振的危害橋梁倒塌雪崩機(jī)器損壞翻船共振危害案例200年前，拿破侖率領(lǐng)法軍入侵西班牙.有一天，法國一隊(duì)威武的士兵邁著整齊的步伐通過一座鐵鏈懸橋.沒想到，行到橋中間時(shí)，突然驚天動(dòng)地一聲巨響，鐵橋從中斷裂，掉落河中，士兵們也紛紛墜入急流.橋梁倒塌1906年的一天，一隊(duì)俄國騎兵齊步通過彼得堡封塔克河上的愛紀(jì)畢特橋，突然大橋斷裂.原來是士兵們整步走的頻率與橋的頻率一致，引起了橋的共振.三共振的危害自從揭示了毀橋的原因后，各國軍隊(duì)規(guī)定，過橋時(shí)不用整齊的步伐走，而用不整齊的碎步走，以避免共振的發(fā)生.在冰山雪峰間，動(dòng)物的吼叫聲引起空氣的振動(dòng),當(dāng)頻率等于雪層中某一部分的固有振動(dòng)頻率時(shí),會(huì)發(fā)生共振,形成雪崩,因此,登山隊(duì)員嚴(yán)禁高聲說話.雪崩翻船輪船在航行時(shí)，會(huì)受到周期性的波浪沖擊而左右搖擺.如果波浪沖擊力的頻率與輪船的固有頻率相同，就會(huì)發(fā)生共振，擺幅增大，甚至可以使船傾覆.這時(shí)可以改變船的航向和速度，使波浪沖擊的頻率遠(yuǎn)離船的固有頻率.

機(jī)器在工作時(shí)由于零部件的運(yùn)動(dòng)(如活塞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)),也會(huì)產(chǎn)生周期性的策動(dòng)力，使機(jī)器

因共振而受到損壞.機(jī)器損壞為了避免共振，設(shè)計(jì)時(shí)要注意機(jī)器的轉(zhuǎn)速，使機(jī)器的固有頻率不與策動(dòng)力的頻率接近.在廠房、橋梁等建筑物的設(shè)計(jì)時(shí)，也要考慮到共振的因素而盡量設(shè)法避免共振.共振現(xiàn)象具有兩重性.我們既要防止共振給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來危害又要利用共振現(xiàn)象為人類造福.四共振的利用樂器的共鳴箱電磁共振共振法打樁共振利用案例共振武器四共振的利用鋼琴\提琴\二胡等樂器的木制琴身,就是利用了共振現(xiàn)象使其成為一共鳴箱(盒),將優(yōu)美悅耳的音樂發(fā)送出去,以提高音響效果.樂器的共鳴箱四共振的利用

電磁共振在生活與生產(chǎn)中都有很多的應(yīng)用，特別是在無線電技術(shù)中.收音機(jī)的調(diào)諧裝置就是利用了電磁共振現(xiàn)象，以接受某一頻率的電臺(tái)廣播.電磁共振四共振的利用LC調(diào)諧電路諧振頻率四共振的利用在修建橋梁時(shí)需要把管柱插入江底作為基礎(chǔ),如果使打樁機(jī)打擊管柱的頻率跟管柱的固有頻率一致,管柱就會(huì)發(fā)生共振而激烈振動(dòng),使周圍的泥沙松動(dòng),管柱就較容易克服泥沙的阻力,下插到江底.共振法打樁四共振的利用國外正在研制一種武器,它不用子彈、炮彈,也不用激光,而是以聲波作“子彈”來殺傷敵人,這就是次聲武器.共振武器四共振的利用當(dāng)次聲武器發(fā)出的次聲波頻率同人體肌肉、內(nèi)臟器官的固有振蕩頻率吻合時(shí),能引起肌肉及內(nèi)臟器官的共振,使人的五臟六腑破裂,導(dǎo)致死亡.四共振的利用破壞外力的周期性改變物體的固有頻率改變外力的頻率增大系統(tǒng)的阻尼基本方法:五共振的防止在需要利用共振的時(shí)候，應(yīng)該使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率.在需要防止共振危害的時(shí)候，要想辦法使驅(qū)動(dòng)力的頻率和固有頻率不相等，而且相差的越多越好.五共振的防止例如，播音室對隔音要求很高，常用加厚地板、墻壁的辦法，使它的固有頻率和聲音的頻率相差很多，從而使聲音的振動(dòng)不會(huì)引起墻壁和地板的共振.五共振的防止又如，電動(dòng)機(jī)要安裝在水泥澆注的地基上，與大地牢牢相連，或要安裝在很重的底盤上，為的是改變基礎(chǔ)部分的固有頻率，以增大與電機(jī)的振動(dòng)頻率(策動(dòng)力頻率)之差來防止基礎(chǔ)的振動(dòng).五共振的防止還可以從控制策動(dòng)力的頻率大小來防止共振.如造電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇時(shí)，都盡量使之質(zhì)量分布均勻，