说起共振这个词,大家都熟悉,都知道大概是怎么回事,但是深究起来,就不是那么简单容易了。 具有相同固有频率的物体,比如两个一样的铜钟,相距遥远,一个振动时,另一个也会发出振动。这个例子似乎人人都知道。这是一种固有频率相同的共振,也叫共鸣。 还有队伍过大桥的例子,步伐整齐,使得桥梁所受冲击力相位一致,合力最大,造成桥毁人亡。这个例子不是和固有频率有关的,而是和力的同相位叠加有关。在这点上目前大多数人还是停留在队伍步伐和大桥的固有频率相同的认识上。 工厂各种机械,用到的变速箱,里面有大小不同的齿轮,这个变速箱运转起来,会有多个共振点(转速点)。 关于转动物体的振动,目前的说法只有一个,就是制造不均匀,这个说法可以从偏心轮上找到根据。具有偏心轮的系统,无论什么转速,都是存在振动的。 但是对于制造精美的轮子,比如经过车、磨等工序制造的没有任何不对称的轮子,是否就不存在振动了呢?答案是否定的。即不论多么完美的轮子,在某个转速下,都有共振点。这个问题以前大家没有人再去研究为什么。 但是人们对转动物体发生共振时的输入状态却是有描述的,当旋转发生时,轴的输入功率变大。这是个事实,大家可以到处查阅相关的资料。 这个轴为竖直时,即转动为水平时,振动会小。轴为水平时,旋转为竖直,振动较大。 我在我的砂轮实验中看到,砂轮变轻时,也是振动比较大时,也是转速下降最快时。 我对此提出我自己的见解:当砂轮在这个转速下,力致极化刚好产生了一个抵消部分重力的电场,那么砂轮受到的引力变小就会向上弹起,同时砂轮受到一个阻力矩,消耗了动能,转变为提升1千克的能量,这时转速下来了,又不能维持这个提升,于是砂轮又变重了,向下压,又将部分势能交还给砂轮。砂轮又重新变快,又重新提升。如此经过一段时间的反复,就形成了振动。也消耗了大量的砂轮动能。当砂轮转速低于这个点以后,再也没能力提升自己,于是就停止了振动,如释重负,回到自由减速的过程中了。听砂轮的声音此时也变得轻松了。 因此我得出一个结论,砂轮的振动是重力和抵抗力较量的结果。我相信,如果这个砂轮在一个变频器带动下,总运行在这个转速点上,则重量就能持久保持在4千克。 一个旋转物体,在轴上并没有施加其它力矩,会造成输入功率增加的根本原因就在于此。 |