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振動する体の周波数がその固有周波数に等しくなるとどうなりますか?

振動する体の周波数がその固有周波数に等しくなると、共鳴と呼ばれる現象 発生します。これが起こることです:

1。振幅振幅: 振動する体は、加速速度で外部源からエネルギーを吸収します。これは、振動の振幅の劇的な増加につながります。ボディは、他の周波数よりもはるかに大きなスイングで振動します。

2。エネルギー伝達: 外部ソースは、振動する体にエネルギーを効率的に転送します。このエネルギーは迅速に消散せず、蓄積し続け、振幅をさらに増加させます。

3。損傷の可能性: 共鳴は非常に破壊的です。振動の振幅が大きくなりすぎると、材料の弾性限界を超えて、構造的な故障、破損、さらには崩壊さえもたらされます。

例:

* スイングでスイング: その固有周波数でスイングを押すと、プッシュごとにますます高くスイングします。

* オペラシンガーがガラスを破る: 歌手の声によって放出される音波は、ガラスに共鳴する可能性があり、それを激しく振動させて粉砕します。

* ツナミス: 津波を引き起こす地震は、海盆地に共鳴する波を作り出し、巨大で破壊的な波につながります。

共鳴の回避:

* 適切な設計: エンジニアは、潜在的な励起周波数に近い自然周波数を持たない材料と形状を慎重に選択することにより、共鳴を避けるために構造を設計します。

* 減衰: 減衰材料またはメカニズムを追加すると、エネルギーが振動から消散し、共鳴が蓄積するのを防ぐことができます。

* 周波数制御: 励起源の外部周波数を変更すると、共鳴を回避できます。

結論:

共鳴は、振動を増幅し、エネルギーを効率的に伝達できる強力な現象です。一部のアプリケーション(たとえば、楽器)で有益である可能性がありますが、慎重に制御しないと破壊的である場合もあります。共鳴を理解することは、構造設計から音響まで、多くのエンジニアリング分野で重要です。

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