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材料の固有周波数は何ですか?

「固有周波数」という用語は、通常、オブジェクトまたはシステムが乱れたときに自由に振動する頻度を指します。それは資料自体に固有の財産ではありません。ただし、オブジェクトの材料特性は、その固有周波数に大きく影響します。

その理由は次のとおりです。

* 材料特性:

* 剛性(ヤング率): より高い固有周波数で硬い材料が振動します。ギターのひもを考えてみてください - より厚く、より硬い弦は、より薄く、硬くないものよりも高いピッチ(高い周波数)を生成します。

* 質量密度: 密度の高い材料は、より低い固有周波数で振動します。 繰り返しますが、ギターのひもを想像してください - より重いひもがゆっくりと振動し、低いピッチを生成します。

* ジオメトリ: オブジェクトの形状とサイズも、その固有周波数を決定する上で重要な役割を果たします。より長くて薄いオブジェクトは、より短い、より厚いものよりも低い周波数で振動します。

例:

* チューニングフォーク: チューニングフォークの金属には、特定の剛性と密度があります。フォークの形状と寸法は、その固有周波数を決定します。これは、ストライクしたときに生成する特定のトーンです。

* 橋: 橋(鋼、コンクリート)で使用される材料とその設計(形状、サイズ、およびサポート構造)は、その固有周波数を決定します。橋がその固有周波数に一致する外力(風など)にさらされている場合、共鳴し、潜在的に故障する可能性があります。

要約:

材料には単一の「固有周波数」はありませんが、その特性は、その材料から作られたオブジェクトまたはシステムの自然周波数に大きく影響します。これらの関係を理解することは、エンジニアリング、物理学、音楽など、多くの分野で重要です。

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