浅谈共振的应用及其危害

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1、浅谈共振的应用及其危害12应数徐丽（120501401012）摘要：在牛活屮，共振是很多见的。共振（resonate）是物理学上的一个运川频率非常高的专业术语，是指一•物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形；这些特定频率称之为共振频率。在共振频率下，很小的周期振动便可产生很大的振动，因为系统储存了动能。当阻力很小时，共振频率人约与系统白然频率或称固有频率相等，麻者是白由振荡时的频率。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现彖。关键词：频率、振幅、动能、振动

2、共振：驱动力的频率接近物休的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现彖叫做共振共振屮的机械共振指机械系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近时，系统振幅显著增大的现象。共振时，激励输入机械系统的能量最大，系统出现明显的振型称为位移共振。此外还有在不同频率下发生的速度共振和加速度共振。振动就是直升机机体（以及不转坐标系中的其它构件）对旋翼桨毂力和力矩的振荡响次声波其振是一种每秒钟振动很少、人耳听不到的声波。次声波的声波频率很低，一般均在20兆赫以F,波长却很长，不易衰弱。白然界的太阳磁眾、海浪咆哮、

3、雷鸣电闪、气压突变、火山爆发；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验，火箭发射、飞机飞行等等，都可以产生次声波。在我们工作、学习和牛活的周围，能够产牛次声波的小型动力设备很多，如鼓风机、引风机、压气机、真空泵、柴汕机、电风扇、车辆发动机。次声波的这种神奇的功能也引起了军事专家的高度重视，一些国家利用次声波的性质进行次声波武器的研制，已研制出次声波枪和次声波炸弹。不论是次声波枪还是次声波炸弹，都是利用频率为16-17赫兹的次声波,与人体内的某些器官发牛共振，使受振者的器官发牛变形、位移或出血，从而达到杀伤敌方的目

4、的。现代科学研究已经证明，人量发射的频率为16-17赫兹的次声波会引起人体无法忍受的颤抖，从阳产生视觉障碍、定向力障碍、恶心等症状，甚至述会出现可导致死亡的内脏损坏或破裂。这种次声波武器可以说是人类运用共振来危害人类口己的一种技术上的极致。地面共振：当肓升机在地面工作时（或滑跑时）受到外界振动后，旋翼桨叶运动偏离平稳位置，如旋翼以后退型摆振运动，这时桨叶重心偏离旋转屮心，旋翼重心的离心激振力，激起机身在起落架上的振动；机身振动反馈于旋翼的摆振运动，对旋翼起支持激振的作用，形成一闭环系统,使得旋翼摆振运

5、动越来越人，当旋翼后退型频率与机身在起落架上的某一模型的频率相等或接近时，系统的阻力又不足以消耗它们相互激励的能最，这时整个系统的振动就会是不稳定的，振动幅度（振幅）将越来越人，肓到肓升机毁坏才告终，即出现了地面共振。共振的力量大得让人可怕，巨大的冰川能被“温柔”的海洋波涛给扌n裂开。甚至于美国阿拉斯加李杜牙湾经常出现的高达上百米的巨浪,也是由于共振在其中发挥了很大的“推波助澜”的作用。因为共振在这个海湾“作威作福”实在是太厉害了，所以许多航海人对这个海湾都是“敬”而远之。给人类带来重人伤亡和财产损失

6、的地震，其屮亦有共振的“幢幢魔影”：当地壳里的某一板块发生断裂时，产生的波动频率传到地而上，与建筑物产生强烈的共振，于是，就造成了屋毁人亡的惨剧。军队或火车过桥时，整齐的步伐或车轮对铁轨接头处的撞击会对桥梁产生周期性的驱动力，当两个频率接近时，就使桥梁的振幅人大增加，从而发生断裂。轮船航行吋，如果所受波浪冲击力的频率接近伦船左右摇摆的I古I有频率，轮船会倾覆。持续发出的某种频率的声音会使玻璃杯破碎。高山上的一声大喊，nJ引起山顶的积雪的共振，顷刻z间造成•场大雪崩。行驶着的汽年，如果轮转周期正好与弹赞

7、的固有节奏同步,所产生的共振就能导致汽车失去控制，从而造成车毁人亡……人们在生活和生产屮会接触到各种振动源，这些振动都可能会对人体产生危害。由科学测试知道人体各部位有不同的固有频率，如眼球的固有频率最大约为60赫兹，颅骨的I古I有频率最大约为200赫兹等；把人体作为一个整体来看，如水平方向的I古I有频率约为3—6赫兹,竖直方向的固有频率约为48赫兹。因此，跟振动源I•分接近的操作人员，如拖拉机驾驶员，风镐、风铲、电锯、镉钉机的操作工，在工作时应尽量避免这些振动源的频率与人体有关部位的固有频率产纶共振。

8、并11,为了保障工人的安全与健康，有关部门己作出了相应规定,要求用手工操作的各类振动机械的频率必须大于20赫兹。早在战国初期，当时的人就发明了各种各样的共鸣器，用来侦探敌情。《墨子•备穴》记载了其屮的几种：在城墙根下每隔一定距离挖一深坑，坑里埋置一只容虽冇七八I•升的陶瓮，瓮口蒙上皮革，这样，实际上就做成了一个共鸣器。让听觉聪敏的人伏在这个共鸣器上听动静，遇有敌人挖地道攻城的响声，不仅可以发觉，而且根据各瓮瓮声的响度差可以识别來敌的方向和远近。宋代的科学