共振的簡(jiǎn)單研究

共振的探究小組成員：陳曦、劉宇馳、牛力、王闖、張翔12345共振的概念共振的條件及分類歷史背景共振的危害及預(yù)防共振的簡(jiǎn)單應(yīng)用共振概念系統(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。共振的條件周期性的驅(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(lái)越大，能量也越來(lái)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。共振的分類振幅共振受迫振動(dòng)位移振幅達(dá)到最大值條件：w→w0無(wú)阻尼小阻尼大阻尼Aw0w速度共振

受迫振動(dòng)速度振幅達(dá)極大值

條件：w=w0無(wú)阻尼小阻尼大阻尼vw0w實(shí)際上，中國(guó)人對(duì)于聲音共振的運(yùn)用，還可以追溯到很久遠(yuǎn)的年代。早在戰(zhàn)國(guó)初期，當(dāng)時(shí)的人就發(fā)明了各種各樣的共鳴器，用來(lái)偵探敵情?！赌印溲ā酚涊d了其中的幾種：在城墻根每隔一定距離埋一個(gè)翁口蒙有皮革容量七八十升的陶甕，讓聽覺(jué)聰明的人伏在旁邊聽動(dòng)靜，根據(jù)各甕甕聲的響度可以識(shí)在別來(lái)敵的遠(yuǎn)近。A在同一個(gè)深坑里埋設(shè)兩只蒙上皮革的甕，兩甕分開一定距離，根據(jù)這兩甕的響度差來(lái)判別敵人所在的方向。B宋代的科學(xué)家沈括就曾巧妙地利用共振原理設(shè)計(jì)出了在琴弦上跳舞的小人：先把琴或瑟的各弦按平常演奏需要調(diào)好，然后剪一些小小的紙人夾在各弦上。當(dāng)彈動(dòng)不夾紙人的某一弦線時(shí)，凡是和它共振的弦線上的紙人就會(huì)隨著音樂(lè)跳躍舞動(dòng)。這個(gè)發(fā)明比西方同類發(fā)明要早幾個(gè)世紀(jì)。趣聞唐朝時(shí)候，洛陽(yáng)某寺一僧人房中掛著的一件樂(lè)器，經(jīng)常莫名其妙地自動(dòng)鳴響，僧人因此驚恐成疾，四處求治無(wú)效。他有一個(gè)朋友是朝中管音樂(lè)的官員，聞?dòng)嵦厝タ赐＿@時(shí)正好聽見寺里敲鐘聲，那件樂(lè)器又隨之作響。于是朋友說(shuō)：你的病我可以治好，因?yàn)槲艺业侥愕牟「?。只見朋友找到一把鐵銼，在樂(lè)器上銼磨幾下，樂(lè)器便再也不會(huì)自動(dòng)作響了。朋友解釋說(shuō)這件樂(lè)器與寺院里的鐘聲的共振頻率相合，于是敲鐘時(shí)樂(lè)器也就會(huì)相應(yīng)地鳴響，把樂(lè)器稍微銼去一點(diǎn)，也就改變了它的固有振動(dòng)頻率，它就不再能和寺里的鐘聲共鳴了。僧人恍然大悟，病也就隨著痊愈了。共振現(xiàn)象在生活中的危害持續(xù)發(fā)出的某種頻率的聲音會(huì)使玻璃杯破碎。機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)可以因共振而損壞機(jī)座。高山上的一聲大喊，可引起山頂?shù)姆e雪的共振，頃刻之間造成一場(chǎng)大雪崩。行駛著的汽車，如果輪轉(zhuǎn)周期正好與彈簧的固有節(jié)奏同步，所產(chǎn)生的共振就能導(dǎo)致汽車失去控制，當(dāng)零件之間發(fā)生共振會(huì)使零件破損或者解體，從而造成車毀人亡……共振的危害橋梁坍塌1940年，美國(guó)的全長(zhǎng)860米的塔柯姆大橋因大風(fēng)引起的共振而塌毀，盡管當(dāng)時(shí)的風(fēng)速還不到設(shè)計(jì)風(fēng)速限值的1/3，可是因?yàn)檫@座大橋的實(shí)際的抗共振強(qiáng)度沒(méi)有過(guò)關(guān)，所以導(dǎo)致事故的發(fā)生.19世紀(jì)初，一隊(duì)拿破侖士兵在指揮官的口令下，邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過(guò)法國(guó)昂熱市一座大橋。快走到橋中間時(shí)，橋梁突然發(fā)生強(qiáng)烈的顫動(dòng)并且最終斷裂坍塌，造成許多官兵和市民落入水中喪生。后經(jīng)調(diào)查，造成這次慘劇的罪魁禍?zhǔn)?，正是共振！其他危害每年肆虐于沿海各地的熱帶風(fēng)暴，也是借助于共振為虎作倀，才會(huì)使得房屋和農(nóng)作物飽受摧殘。近幾十年來(lái)，美國(guó)及歐洲等國(guó)家和地區(qū)還發(fā)生了許多起高樓因大風(fēng)造成的共振而劇烈搖擺的事件。也是由于共振的力量，巨大的冰川能被“溫柔”的海洋波濤給拍裂開。甚至于美國(guó)阿拉斯加李杜牙灣經(jīng)常出現(xiàn)的高達(dá)上百米的巨浪，也是由于共振在其中發(fā)揮了很大的“推波助瀾”的作用。因?yàn)楣舱裨谶@個(gè)海灣“作威作?！睂?shí)在是太厲害了，所以許多航海人對(duì)這個(gè)海灣都是“敬而遠(yuǎn)之”。關(guān)于共振現(xiàn)象在生活中的預(yù)防人們?cè)陔娪霸?、播音室等?duì)隔音要求很高的地方，常常采用加裝一些海綿、塑料泡沫或布簾的辦法，使聲音的頻率在碰到這些柔軟的物體時(shí)，不能與它們產(chǎn)生共振，而是被它們吸收掉。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，為的是使基礎(chǔ)部分的固有頻率增加，以增大與電機(jī)的振動(dòng)頻率(驅(qū)動(dòng)力頻率)之差來(lái)防止基礎(chǔ)的振動(dòng)。大街上的行人、車輛的喧鬧聲、機(jī)器的隆隆聲——這些連綿不斷的噪聲不僅影響人們正常生活，還會(huì)損害人的聽力。于是人們發(fā)明了一種消聲器，它是由開有許多小孔的孔板和空腔所構(gòu)成，當(dāng)傳來(lái)的噪聲頻率與消聲器的固有頻率相同時(shí)，就會(huì)跟小孔內(nèi)空氣柱產(chǎn)生劇烈共振。這樣，相當(dāng)一部分噪聲能在共振時(shí)被“吞吃”掉，而且還能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軄?lái)進(jìn)行使用。共振的應(yīng)用共振音響是讓音頻經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后以機(jī)械振動(dòng)介質(zhì)面（木質(zhì)桌面、玻璃等），使介質(zhì)整個(gè)物體產(chǎn)生共振，從而使物體播放出悠揚(yáng)的樂(lè)曲。在厚實(shí)的原木上，它產(chǎn)生的聲音低音低沉，共鳴明顯；放置在玻璃上，聲音清脆而響亮，高音表現(xiàn)突出。共振音響還有一種獨(dú)特的特有的——穿透性！就是說(shuō)共振音響可以通過(guò)介質(zhì)面把音效穿過(guò)介質(zhì)，達(dá)到介質(zhì)的另一面也可以收聽