無阻尼:例如一個掛在彈簧上的物體,能列出方程:(設平衡位置x=0)。它有解:,這裡w0的平方等於k除以m。這個w0就是無阻尼自然震盪角頻率。但是好像還看不出什麼特別的,我們就讓討論的情況複雜一點:,F(t)是外力,是時間的函式。為討論方便,我們取,然而必須注意,這裡的w不一定等於w0,w是在我們控制之下的,可以用不同頻率的外力迫使物體振動。它有解:。嗯,這裡就可以比較清楚的知道無阻尼自然震盪角頻率的物理意義了:系統振動的頻率為力的頻率w,而幅度不僅與w有關,還與固有運動頻率w0有關。有阻尼:我們把問題變得更加複雜,加上與物體速度成正比的摩擦力,摩擦力f = -c dx/dt = -mr dx/dt:。它有解:,這裡^x、^F為複數,即設,我們僅關注他們的實部。可以看到它還與w0有關,除了相位有點變化,其它和上述討論差不多。具體的物理意義不多說了。與無阻尼第一個例子相對應的,如果我們我們在某個瞬間撤掉F(t),即:,我們得到一個解,他是幅度指數衰減的的振盪,振盪頻率(w0^2 - r^2/4)的平方根,寫出來是這樣的:。細心的龐友可能會問,為什麼要取?嗯,這是因為傅立葉變換的關係,我們可以把基本上我們用的F(t)分解成許多項形如上式的加權和,這樣,因為方程是線性的,解也是這樣許多項的加權和。以上思路來自《The Feynman Lectures on Physics》。
無阻尼:例如一個掛在彈簧上的物體,能列出方程:(設平衡位置x=0)。它有解:,這裡w0的平方等於k除以m。這個w0就是無阻尼自然震盪角頻率。但是好像還看不出什麼特別的,我們就讓討論的情況複雜一點:,F(t)是外力,是時間的函式。為討論方便,我們取,然而必須注意,這裡的w不一定等於w0,w是在我們控制之下的,可以用不同頻率的外力迫使物體振動。它有解:。嗯,這裡就可以比較清楚的知道無阻尼自然震盪角頻率的物理意義了:系統振動的頻率為力的頻率w,而幅度不僅與w有關,還與固有運動頻率w0有關。有阻尼:我們把問題變得更加複雜,加上與物體速度成正比的摩擦力,摩擦力f = -c dx/dt = -mr dx/dt:。它有解:,這裡^x、^F為複數,即設,我們僅關注他們的實部。可以看到它還與w0有關,除了相位有點變化,其它和上述討論差不多。具體的物理意義不多說了。與無阻尼第一個例子相對應的,如果我們我們在某個瞬間撤掉F(t),即:,我們得到一個解,他是幅度指數衰減的的振盪,振盪頻率(w0^2 - r^2/4)的平方根,寫出來是這樣的:。細心的龐友可能會問,為什麼要取?嗯,這是因為傅立葉變換的關係,我們可以把基本上我們用的F(t)分解成許多項形如上式的加權和,這樣,因為方程是線性的,解也是這樣許多項的加權和。以上思路來自《The Feynman Lectures on Physics》。