【种花家务·物理】1-15-06阻尼振动『数理化自学丛书6677版』

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第十五章振动和波

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的】 

§15-6阻尼振动

【01】以上讨论的振动，只限于理想的情形，也就是说，在振动的过程中，我们假定振动的机械能是守恒的。例如，我们拉动一下附在弹簧上的重球，即给它一定的能量，然后不再干涉它，让它自己振动，并且还假定它不受摩擦和其他阻力的作用。这样，根据机械能守恒定律，弹簧将保持一定的振幅永远振动下去。这种理想的振动叫做固有振动，物体在作固有振动时的频率叫做固有频率，其周期叫做固有周期。固有频率和固有周期一般简称为频率和周期。

【02】但是在实际情形中，由于摩擦和其他无法避免的阻力，振动物体最初所获得的能量，在以后的振动过程中，要不断地消耗掉，同时振幅也随之而减小。这种现象叫做振动的阻尼。振幅越来越小的振动叫做阻尼振动。这种振动的图线如图15·8所示。

【03】阻力越大，振幅减小得越快，振动也停止得越快。例如，摆在空气中可以振动相当长的时间，但具有相同能量的摆在水中振动的时间就要短得多了。

【04】物体之所以作阻尼振动，是因为它在不断地克服阻力做功，消耗能量。如果我们能够根据物体在振动过程中能量消耗的情形，及时给予补充能量，那么，虽然有阻力存在，物体的振动也可以是无阻尼的。例如，时钟上摆的振动，就在每一周期中由于特殊齿轮装置的轻微推动而取得补充的能量，因此它的振动是无阻尼的。