第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振角频率振幅
maCkx v
0
d
d
d
d
2
2
kx
t
xC
t
xm
0
d
d2
d
d 2
02
2
x
t
x
t
x
一 阻尼振动
)c o s ( tAex t
22
0 220π2π2
T
vCFr
阻尼力
m
k?
0?
mC 2
固有角频率阻尼系数阻力系数第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振
o
t
x
三种阻尼的比较阻尼振动位移时间曲线
A
A
t
O
x
)0(22
0
)c o s ( tAex t
0
d
d
d
d
2
2
kx
t
xC
t
xm
220b) 过阻尼
220a) 欠阻尼
220c) 临界阻尼
tAe
T
a
b
c
tAe t c o s?
第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振例 有一单摆在空气(室温为 )中来回摆动,
其摆线长,摆锤是一半径的铅球,求 ( 1) 摆动周期; ( 2) 振幅减小 10% 所需的时间; ( 3) 能量减小 10% 所需的时间; ( 4) 从以上所得结果说明空气的粘性对单摆周期、振幅和能量的影响,
C20?
m0.1?l m100.5 3r
(已知铅球密度为,
时空气的粘度 )
33 mkg1065.2 C20?
sPa1078.1 5
解 ( 1)
1
0 s13.3
lg?
vv CrFπ6r
142 s1004.6492 rmC
0 s2
π2π2
0
22
0

T
第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振
( 2) 有阻尼时
tAA e'
1e9.0 tAA
m in3s1749.0
1ln
1t
( 3)
t
A
A
E
E?22 e)'('
22e9.0 t
m in5.1s87
2
9.0
1ln
2t
第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振驱动力
tFkx
t
xC
t
xm
p2
2
c o s
d
d
d
d
二 受迫振动
m
k?
0?
mC2
mFf?
tfx
t
x
t
x
p
2
02
2
c o s
d
d2
d
d
)c o s ()c o s ( p0 tAteAx t
2
p
22
p
2
0 4)(
f
A
2
p
2
0
p2

tg
驱动力的角频率第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振
P?
A
o
共振频率)co s ( p tAx
2
p
22
p
2
0 4)(
fA
0?
大阻尼小阻尼
22
0r 2
共振频率
22
0
r 2
fA
共振振幅
0
d
d
p
A 阻尼
0?
三 共振 tfx
t
x
t
x
p
2
02
2
c o sdd2dd
第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振共振演示实验
2
3 6
1
4
5
22
0r 2
共振频率
22
0
r
2
fA
共振振幅共振现象在实际中的应用乐器、收音机 ……
单摆 1作垂直于纸面的简谐运动时,单摆 5将作相同周期的简谐运动,
其它单摆基本不动,
第十四章 机械振动14 – 7 阻尼振动 受迫振动 共振共振现象的危害
1940 年 7月 1日美国 Tocama 悬索桥因共振而坍塌