为什么秋千可以越荡越高？

2021-1-6 15:45| 发布者: weixin| 查看: 423| 评论: 1|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 结构共振，当结构受外力作用时，此外力的施力频率或称激振频率，与结构的自然频率相等或相近时，会使得结构有振动大的现象，称为共振。

共振 (resonance) 是大家耳熟能详的名词，但共振的现象、共振的原因是什么呢？一般人常说的共振频率，又是什么呢？

结构共振，当结构受外力作用时，此外力的施力频率或称激振频率，与结构的自然频率相等或相近时，会使得结构有振动大的现象，称为共振。

这里有两个名词，一为外力的激振频率，一为结构的自然频率。为什么秋千可以越荡越高？其实，就是应用了共振的原理。解释说明如下：

  · 秋千是个结构，所以秋千就有结构的自然频率。如视频中图示的蓝色线条为秋千的摆荡轨迹，可以推算出秋千的自然频率。

  · 在荡秋千时，我们会掌握秋千下摆的相同时间点，用力荡秋千，这个施力方式，如视频中图示的红色箭头代表施力的时间点，可以推算出施力周期以及对应外力的激振频率。

  · 秋千要能够越荡越高，就是要施加外力的激振频率与秋千的自然频率相近，如果能够相等，那么共振的效果就越显着，所以秋千就能够越荡越高。

所以呢？共振的原因是：因为外力的激振频率等于结构的自然频率时，就会产生共振。而共振的现象：结构的振动摆荡会越来越大，就像秋千会越荡越高。

当我们讲共振频率，其实，我们真正说的是外力的激振频率，因为外力的激振频率刚好等于结构的自然频率，所以就产生了共振，使得结构有振动大的现象。

对一般的机器来说，我们都不希望有共振现象的产生，所以要让外力的激振频率远离机器结构的自然频率，这就是避免共振的基本原则。

来源：试验模态分析微信公众号（ID：gh_827c7495311e），本文源自王柏川教授的振动噪音科普视讲义和视频。

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