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02-06-05
受迫振动 共振

共振
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严导淦编《物理学》,第3版上册,365页--371页,高教出版社
程守洙、江之永编《普通物理学》,第3版,第三册,21页--25页,高教出版社
马文蔚编《物理学》,第4版,下册,30页--35页,高教出版社
张三慧编《大学物理学》,第2版,第4册,24页--27页,清华大学出版社
吴百诗编《大学物理学》,修订版,上册,261页--265页,西安交通大学出版社 |
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阻尼振动消耗能量,振动会逐渐停止。要维持等振幅振动,需要输入能量,需要外力不断地对系统作功。一个固有频率为
、阻尼因子为
的系统,在简谐力 的作用下,经过足够长的时间,可维持等幅的余弦简谐振动,这就是受迫振动,即

其中


由
可求得当 时,振幅 有极大值。这时系统发生共振。在小阻尼的情况下系统的共振频率接近固有频率。生活中有许多共振的现象:载重车驶过时,玻璃窗抖动;风吹高压电线发出的尖啸声……
共振有很重要的用处,比如只有当收音机、电视机与电磁波发生共振,才接收到相应的电磁信号。所以如果没有共振,收音机播放不出美妙的音乐声,电视机屏幕也不可能显示出生动的画面。
共振也有害处,全世界的桥梁工程师都不会忘记1949年11月7日这一天,世界上第一座悬索桥--美国的连接华盛顿州与奥林匹克半岛的Tacoma大桥在风中因发生共振而坍塌了。
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