振荡定义

17 Mar 2025 | 4 分钟阅读

物品的振荡是指在两个位置之间来回反复地切换。它通常被称为周期性运动,因为它似乎不断地回到自身。例如,由弹簧上的重物引起的上下运动,或由摆锤左右摆动引起的正弦波。

Oscillation Definition

振荡的中心是平均值或平衡点。这种运动也可以称为周期性运动。无论它是上下活动还是左右活动,一个振荡都被视为一次完整的运动。

当一个物体在规律的周期内往复(前后)运动时,这种运动被称为振荡或振动。 “平均位置”或“平衡位置”表示物体振荡的固定位置。

虽然所有周期性运动都是振荡的,但并非所有振荡都是周期性的。悬挂在弹簧上的质量的振荡,以及印度西塔琴弦的振动是振荡运动的两个例子。

什么是振荡?

Oscillation Definition

在时间上反复在其平衡点变化的任何数量或度量都称为振荡。振荡的另一个定义是物质的值在两个值之间或围绕其核心值进行周期性变化

当一个物体在机械上振荡时,振动这个概念就描述了它。然而,振荡也存在于动态系统中,或者更确切地说,存在于研究的各个分支中。即使是心脏本身在跳动时也会振荡。另一方面,振荡器是围绕平衡点运动的实体。

振荡示例

Oscillation Definition

潮汐和时钟的基本摆锤产生的振荡是最常见的例子。弹簧运动是振荡的另一个说明。一些振荡的例子包括诸如吉他之类的弦乐器的弦的振动。

摆锤的来回运动引起了振荡运动。振动是机械振荡。通过围绕其中心点在两个位置之间振荡,可以说粒子在振动。振荡也识别弹簧的运动。弹簧不断地向下然后向上移动,导致振荡作用。

正弦波最能说明振荡。在这种情况下,波围绕中心值在两个位置之间振荡。振荡的幅值(以高度或可能发生的と最大距离测量)和周期(指一个完整周期所需的时间)都是术语。频率表示一秒内发生的完整周期数。周期是频率的倒数。

F = 1 / T

F 代表振荡的频率。

T 代表振荡的时间周期。

运动振荡

Oscillation Definition

当物体在机械系统中从一侧摆动到另一侧时,会发生振荡运动。在此类操作中,势能通常会转化为动能。振荡运动的每个周期都是完整的。

振荡的种类

Oscillation Definition

可以识别出几种不同形式的振荡。

1. 自由振荡

当物体以自身频率振动时,称为自由振荡。其幅值和周期是固定的,不需要外部力来引起振荡。音叉的振动是自由振荡的一个例子。

2. 阻尼振荡

由于环境的恒定阻尼力,大多数自由振荡最终会停止。阻尼振荡是用于描述频率随时间减小的振荡的术语。

外部因素(如空气阻力或摩擦力)会产生阻尼,从而允许振荡的幅值逐渐减小,导致系统能量损失。阻尼振荡是衰减的,就像摆一样。

3. 受迫振荡

当某物由于外部周期性力而振荡时,这被称为受迫振荡。在这种情况下,幅值会受到阻尼的影响,但由于它获得了外部能量,所以它不会改变。小孩为了移动秋千而做的脚部运动是受迫振荡的例子。

4. 共振

当系统的频率与其固有频率匹配时,就会发生共振现象。当系统在接近共振时阻尼减小,受迫振荡的幅值会增加。当阻尼更大时,驱动不同频率的响应会更广泛。

当外部力(驱动器)的频率与振荡器的自然频率(被驱动)匹配时,驱动状态和被驱动状态处于共振状态(被驱动)。当从驱动器到驱动器的能量转移最大时,系统处于共振状态。因此,运动的幅值达到最大值。共振频率是指在这种状态下驱动器的共振频率。

5. 耦合振荡

耦合系统由两个或多个相互连接的振荡组成,以便它们可以相互交换能量。耦合振荡是这种系统的振荡的名称。

互连系统的示例包括:

  • 在两个固体支撑之间,三个弹簧将两个质量连接在一起。中间的弹簧可以看作是驱动和驱动系统之间的连接元件。
  • 一个弹簧连接了悬挂在同一刚性支撑上的两个基本摆锤的摆球。

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