
【化】 force oscillation
強迫振蕩(Forced Oscillation)是指振動系統在周期性外力持續作用下産生的振動現象。其核心特征在于系統的運動狀态由外力頻率主導,而非系統的固有屬性。以下是詳細解釋:
$$ mfrac{dx}{dt} + cfrac{dx}{dt} + kx = F_0 cos(omega t) $$
頻率鎖定
振動頻率完全由驅動力頻率決定,與系統固有頻率無關。
來源:《物理學名詞》(第三版),科學出版社,2019年
振幅與相位
$$ A = frac{F_0}{sqrt{(k - momega) + (comega)}} $$
$$ tan phi = frac{comega}{k - momega} $$ 參見:Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of Physics. Chapter 15.
共振現象
當 $omega approx omega_0$ 且阻尼較小時,振幅急劇增大,能量傳遞效率最高。
來源:IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms
案例參考:MIT OpenCourseWare, Course 8.03 "Vibrations and Waves"
《中國大百科全書·物理學卷》"強迫振動"條目(中國大百科全書出版社,2009)。
Oxford Dictionary of Physics (7th ed.), "Forced Oscillation" (Oxford University Press, 2015)。
強迫振蕩(又稱受迫振動)是指一個振動系統在周期性外力(策動力)持續作用下産生的振動現象。以下是詳細解釋:
當振動系統(如彈簧振子、電力設備等)受到外部周期性策動力作用時,系統會從初始狀态逐漸過渡到穩定振動狀态,此時振動頻率與策動力頻率完全一緻。例如,蕩秋千時被人持續推動,秋千最終以推力頻率擺動。
在電力系統中,強迫振蕩可能因設備頻率特性不匹配引發,需通過調節控制參數或安裝阻尼設備抑制;醫學領域則利用脈沖強迫振蕩技術檢測肺部功能,無需患者主動配合即可反映呼吸動力學特征。
強迫振蕩的動力學方程可表示為: $$ mfrac{dx}{dt} + cfrac{dx}{dt} + kx = F_0cos(omega t) $$ 其中$F_0$為策動力幅值,$omega$為策動頻率,$m$、$c$、$k$分别為質量、阻尼系數和剛度系數。
如需進一步了解不同領域的控制策略(如電力系統優化或醫學檢測原理),可參考相關專業文獻。
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