1、机械 振动,第九章,机械振动是生活中常见的运动形式,被手拨动的弹簧片,上下跳动的皮球,小鸟飞离后颤动的树枝,广义振动:任一物理量(如位移、电流等)在某一数值附近反复变化。,机械振动:物体在一定位置附近作来回往复的运动。,振动的定义,9-1 简谐振动的动力学特征,简谐振动 是最简单、最基本的振动。,更确切的说法:一个作往复运动的物体,如果其偏离平衡位置的位移x(或角位移)随时间t按余弦(或正弦)规律变化的振动。,1. 弹簧振子的振动,振动的成因:,回复力+惯性,取平衡位置为坐标原点, m 所受线性恢复力,令,弹簧振子的运动分析,得,即,简谐运动的特征:加速度 与位移的大小x成正比,方向相反,解得
2、,设初始条件为:,由,得,二、描述简谐振动的特征量,1、振幅 A,简谐振动物体离开平衡位置的最大位移(或角位移)的绝对值。,初始条件,已知,圆频率:单位时间内振动的次数。,2、周期 、频率、圆频率,角频率,周期T :物体完成一次全振动所需的最短时间。,简谐运动方程的其它形式,对弹簧振子,所以称为: 固有角频率固有周期 固有频率,这些量由振子性质确定,仅与振动系统本身的物理性质有关,频率为,例如,心脏的跳动80次/分,周期为,动物的心跳频率(参考值,单位:Hz),昆虫翅膀振动的频率(Hz),雌性蚊子 355415雄性蚊子 455600苍 蝇 330 黄 蜂 220,相位的意义: 表征任意时刻(t)物体振动状态. 物体经一周期的振动,相位改变 .,3.相位,相 位,初相位,4. 常数 和 的确定,对给定振动系统,周期由系统本身性质决定,振幅和初相由初始条件决定.,已知,求,图,取,