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其構造和原理是什么,共振原理

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共振就是風毀橋梁的罪魁禍首！4、共振的能量知道了共振的原理，相信也就知道了共振的能量來自何處 。）一般工程中所說的共振就是位移共振，位移共振又叫振幅共振 。2、共振的原理上面這個小故事中，鈸的響動是由于受到大鐘的影響 。歷史上最著名的共振事件當屬美國的塔科馬橋共振坍塌事件了 。
共振的原理是什么？
【其構造和原理是什么,共振原理】

其構造和原理是什么,共振原理


本文較為硬核，請酌情跳過部分內容 。關于共振，大家應該都聽過這樣一句話：驅動力的頻率與一個系統的固有頻率相同時，系統的振幅最大，這就是共振 。很可惜，這句話是錯的 。你沒看錯，這句話是錯的！網上的科普作品很少會區分“位移共振”和“速度共振”，這導致有不少人誤解了共振 。我原本打算簡單寫幾句話，提一下位移共振和速度共振的區別和產生條件就了事 。
不過，只介紹共振其實是“買櫝還珠”，把物理學的精髓都拋棄了，我終究還是決定長篇大論 。在閱讀過程中，你可能會不止一次感覺這篇文章答非所問 。但是，相信我，堅持看到最后你就會發現：為什么只介紹共振是在“買櫝還珠” 。（用完整的物理思想，對共振進行“降維打擊”）先了解一下牛頓第二定律涉及到運動與力的問題，必然要從牛頓第二定律入手 。
F=ma？外行才用！本文重在以振動為主題，闡述一套完整的物理方法：微分方程 。牛頓第二定律其實是個微分方程，微分方程貫穿整個物理學 。甚至可以說，學物理卻不學微分方程，還不如不學物理 。為了把 F=ma 寫成微分方程，我們先看一看速度的計算方法：這個公式計算的是一段時間間隔內的平均速度，物理學家不會就此滿足，他們更想計算物體在某一瞬間的速度 。
這個問題要用微積分解決，其實這個思想并不復雜，我們只需要把時間間隔選取得足夠小（但不是零），小到比你能想到的任何時間間隔都要小 。這個足夠小的時間間隔就是時間的微分 ?？梢杂胐t來表示時間的微分 。同樣的，我們還需要把位移選取得足夠?。ǖ皇橇悖?，小到比你能想到的任何位移都要小 。這個足夠小的位移就是位置的微分 。
可以用dx來表示位置的微分 。借助時間和位置的微分，我們可以表示出計算物體瞬時速度的公式：這其實就是數學上的導數，速度就是位置對時間求導數 。然后我們可以把對速度做的操作再對加速度做一遍 ?；叵胍幌录铀俣龋哼@個公式計算的是一段時間間隔內的平均加速度，依葫蘆畫瓢，可以得到瞬時加速度：加速度就是速度對時間求導數 。
進一步思考：速度表示的是物體的位置隨時間變化的快慢 。加速度表示的是物體的速度隨時間變化的快慢 。所以加速度表示的是：物體的位置隨時間變化的快慢隨時間變化的快慢 。這句話可能有些繞，其實就是說：加速度是位置對時間求兩次導數，也就是二階導數 。可以表示成：所以可以把牛頓第二定律寫成：這就是個微分方程，含有某些量的導數或微分 。
準確地說，這是個二階微分方程，求導數的最高階數是二階導數 。至此，微分方程被引出了，下面我就借助振動現象來展示一下微分方程的威力：（對共振進行“降維打擊”）從簡諧振動談起簡諧振動是最簡單的振動，一切與振動有關的現象都要從簡諧振動談起 。不過我卻不想從振動開始談論簡諧振動，我想從“法則”開始這個話題，向大家表明：簡諧振動是一定的“法則”和條件之下的必然產物 。

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