>> 自然の科学 >  >> 物理

材料の弾性特性は、その材料の振動にどのように影響しますか?

材料の弾性特性は、それがどのように振動するかに大きな影響を与えます。方法は次のとおりです。

1。剛性(ヤング率):

* より高い剛性: 剛性が高い(鋼のような)材料は、より強く変形に抵抗します。これは次のとおりです。

* より高い自然周波数: 振動は、より高い周波数で発生します。

* より速い振動崩壊: 材料の曲げや伸びに対する抵抗のため、振動はより速く減衰します。

* 剛性が低い: 剛性が低い(ゴムなど)の材料は、より簡単に変形します。これは次のとおりです。

* より低い自然周波数: 振動は、より低い周波数で発生します。

* 振動の遅い減衰: 振動は長時間持続します。

2。減衰:

* 高減衰: 湿潤中に高減衰(鉛など)がエネルギーを吸収する材料は、すぐに熱に変換します。これは次のとおりです。

* 振動振幅の減少: 振動は急速に消えます。

* 低ダンピング: (アルミニウムなど)が低い材料により、振動をより長く持続させることができます。これは次のとおりです。

* より高い振動振幅: 振動は長持ちし、より顕著になります。

3。密度:

* 高密度: 密度の高い材料(金など)は、振動中により多くの運動エネルギーを保存します。これにより、次のようになります。

* より高い振動振幅: 振動はより顕著になる場合があります。

* 低密度: 密度の低い材料(木材など)は、より少ない運動エネルギーを保存します。これにより、次のようになります。

* 振動振幅の低い: 振動はあまり顕著ではありません。

4。ポアソンの比率:

* ポアソンの比率: これは、横方向のひずみと軸ひずみの比を表します。それは、材料が力に応じてどのように変形するかに影響し、全体的な振動パターンに影響を与えます。

実用的な例:

* チューニングフォーク: 高い剛性と低減衰を備えた鋼製で作られており、特定の周波数で明確で持続的な振動を確保します。

* 楽器: 木材、金属、弦などのさまざまな素材は、異なる弾性特性のために楽器によって生成されるユニークな音に貢献します。

* 橋と建物: 構造は、壊滅的な振動を防ぐために材料の弾性特性を考慮することにより、共鳴(一致する自然周波数と一致する)を避けるように設計されています。

* ショックアブソーバー: 衝撃中にエネルギーを吸収し、振動を減らすために、ダンピングが高くなっているラバーまたはその他の材料が使用されます。

結論として、材料の弾性特性(剛性、減衰、密度、ポアソン比)は、それがどのように振動するかを決定する上で重要な役割を果たします。これらの特性は、自然周波数、振幅、および振動の持続時間に影響を与え、エンジニアリングや他の分野で重要な考慮事項になります。

  1. 2 kgのボールが毎秒20メートルで空中に投げ込まれた場合、どのような勢いのボールがありますか?
  2. 速度と加速度の両方がベクターですか?
  3. さまざまな力が地球上でどのように行動しますか?
  4. 粒子速度の順に固体液体とガスを最高速度から最低速度までランク付けしますか?
  5. 力が等しく反対ののに、なぜオブジェクトが移動するのですか?
  6. 対立する力によってバランスが取れない場合、オブジェクトを引っ張り、加速を引き起こす力とは何ですか?