固有周波数とは?
すべてのオブジェクトまたはシステムには、最も簡単に振動する固有周波数があります。スイングを考えてみてください:それはその長さと重力によって決定される固有周波数を持っています。スイングをその固有周波数で押すと、最小限の努力でどんどん高くスイングします。
共鳴とは?
共鳴は、外力(駆動力)がシステムの固有周波数と一致するときに発生します。これが起こると、システムは駆動力からエネルギーを吸収し、振動の振幅が劇的に増加します。
共鳴の例:
* スイング: 固定周波数でスイングを押すと、スイングが高くなります。
* 楽器: ギターの弦の音は、共鳴によって作成されます。文字列を摘み取ると、その固有周波数で振動し、音波が生成されます。
* 橋: タコマは共鳴のために崩壊した橋を狭くした。強風により、橋はその固有周波数で振動し、破壊につながりました。
* マイクロ波オーブン: マイクロ波は共鳴の原則に基づいて動作します。マイクロ波は、食物中の水分子を、その固有周波数で振動させ、食物を加熱します。
共鳴に関する重要なポイント:
* 振幅: 振動の振幅は、共鳴中に大幅に増加します。
* エネルギー伝達: システムは、共鳴中に駆動力から効率的にエネルギーを吸収します。
* 損傷の可能性: Tacoma norows Bridgeの例で見られるように、共鳴は振幅が大きくなりすぎると損傷を引き起こす可能性があります。
結論: 共鳴は、システムの固有周波数と一致する外力が振動の増加と効率的なエネルギー伝達につながる現象です。さまざまな分野にアプリケーションがありますが、慎重に管理されなければ破壊的である可能性があります。