其特点是物体受到的回复力大小与位移成 正比,其方向总是指向平衡位置. 弹簧振子 机械振动和机械波
质点谐振动等效图
图1.1 质点谐振动参考图
• 简谐振动方程 质点的水平位移和时间t的关系式:
y=Acos(ωt+φ) 其中:A:振幅,最大水平位移
ω:圆频率, ω=2πf=2π / T φ:初相位,即t=0时质点的相位 ωt+φ:质点在t时刻的相位 简谐振动方程描述了谐振动物体在任意 时刻的位移情况。
• §1-1振动
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运 动,称为机械振动. 振动产生的必要条件: 一是,物体一旦离开平衡位置,就会受到回复力的作用;二是阻 力足够小。 全振动:物体受到一定力的作用,离开平衡位置,产生一个位移; 该力消失后,在回复力的作用下,将向平衡位置移动,到达平衡 位置时,它并没有停止,而是越过平衡位置运动到相反方向的最 大位移;然后,再向平衡位置移动。
•
G
E:介质的杨氏弹性模量; μ:介质的伯松比;ρ :介质密度 G:介质的切变弹性模量
由以上三式可知: 1)固体介质中的声速与介质的密度和弹性模量等有
关,不同的介质声速不同; 介质的弹性模量愈大,密度愈小,则声速愈大。 2)声速与波的类型有关,在同一种固体介质中,纵 波、横波和表面波的声速各不相同,并存在如下 关系:CL>CS>CR 对于钢材: CL:CS:CR=1.8 : 1 : 0.9
1)介质:弹性模量、密度、弹性变形形式、尺寸大小、 均匀性等
2)超声波的波型:如纵波、横波与表面波等 3)温度: 一般固体中的声速随介质温度升高而降低。
• §3-1 无限大固体介质中的声速
纵波声速:
CL
E(1 ) (1 2)(1 )