はじめに
オペラ歌手の声がどうしてワイングラスを簡単に割ってしまうのか、不思議に思ったことはありませんか?または、ラジオが選択した周波数チャネルのみを再生する方法は?これに対する答えは、強制発振と共振です。
今日、強制振動の理解に関するこの記事では、物理学における振動、強制振動、共鳴、共鳴の種類、およびその他の関連トピックに関する詳細な情報を得ることができます。それでは、早速、物理学習教材の強制振動から始めましょう。
オシレーションとは?
振動は物理学の重要な用語であり、特定の点に関する位置の大きさの規則的な変動として定義できます。簡単に言えば、それは主に時間における反復的な変動です。一定の間隔で規則正しいリズムで行われる運動です。振動のいくつかの一般的な例には、単純な振り子の交流が含まれます。オシレーションを制御する 3 つのパラメーターを次に示します。見てみましょう –
- 振動振幅
- 振動周波数
- 振動の期間
振動の種類
振動には大きく分けて、減衰振動、自由振動、強制振動の3種類があります。これらのそれぞれについて簡単に説明しましょう。
減衰振動
減衰振動は、時間とともに減衰する振動として説明できます。通常の減衰により、振動の振幅は時間の経過とともに減少し、空気抵抗や摩擦などの外力に打ち勝つ際にシステムからエネルギーが失われます。一般に、減衰振動はさらに 2 つの主要な部分に分類されます。これらには以下が含まれます –
- 自然減衰
- 人工減衰
自由振動
フリーオシレーションでは、オシレーションを設定するための外力がなくても、連続した周期と振幅があります。簡単に言えば、自由振動にはダンピングが含まれていません。このタイプの振動では、周波数、エネルギー、および振幅は同じままです。
強制振動の詳細
兵士の分隊が橋を渡って行進することを拒否し、逃げるように頼んだ理由を考えたことがありますか?彼らが行進し始めると、その周波数が橋の固有周波数と一致する可能性があり、橋や近くの人々にとって危険になる可能性があるためです.強制振動は、体が外部の周期的な力の影響を受けて振動するときとして説明できます。
ここでは、振動振幅が減衰します。ただし、外部エネルギーが適用されているため、同じままです。実生活での強制振動の一般的な例の 1 つは、誰かにブランコであなたを押すように頼んだときです。彼らはスピードを維持するために押し続ける必要があります。
レゾナンスとは?
共振は、外部の振動システムが、両方のシステムの周波数がほぼ同じである場合に、より大きな振幅で振動する別のシステムを促進する現象として説明できます。この周波数は共振周波数と呼ばれます。共振周波数では、振幅が最大になることがわかります。
共鳴の種類
レゾナンスには主に6種類あります。これらは以下にリストされています –
- 音響 (楽器) – 音響共鳴は、20 Hz から 20 kHz の周波数範囲内で発生する可聴の機械的振動です。
- 機械的 (ブリッジ) – システムの振動周波数がその振動周波数と同じ場合、機械的共振は最大のエネルギーを吸収します。
- 電気 (電気回路) – 電気回路では、電気共振現象が観察されます。
- 光共振 – 光共振器とも呼ばれる共振光共振器は、レーザーで広く使用されています。
- 軌道共鳴 – 軌道共鳴では、定期的かつ周期的な重力が 2 つの軌道運動体から放出されます。
- 粒子共鳴 – 粒子共鳴では、分子、原子、その他の粒子が互いに影響を及ぼします。
結論
これで、強制振動 (1 次元) に関する学習資料を終了します。この強制振動の紹介 (1 次元) では、物体が振動するとき、外部の周期的な力の影響下にあることを学びました。ここでは、振動振幅が減衰します。
強制振動の紹介 (1 次元)、振動とは何か、振動の種類、共鳴とは何かについて説明しました。 、さまざまな種類の共鳴、およびそれらの簡単な説明とその他の関連トピックの詳細。 Forced Oscillation (一次元) の学習資料が、このトピックの理解を深めるのに役立ったことを願っています。
