共鳴の概念とその特徴

紐に結び付けられ、硬い支持体から吊り下げられた4つの振り子を考えてみましょう。振り子AとCの長さを同じにし、振り子BとDの長さを異なるとします。

振り子Aが変位すると、振り子Aは固有振動数で振動し、振り子Aからのエネルギーが他の振り子に伝達され、駆動周波数で振子を強制します。

与えられた式は、振幅を固有振動数と駆動周波数に関連付けます。

よく観察すると、振り子BとDは固有振動数とはかなり異なる駆動周波数で振動するため、振幅が小さくなることがわかりました。

対照的に、同じ長さの振り子の駆動周波数は固有振動数と等しく、振幅は振動ごとに徐々に増加します。この状態(駆動周波数が固有振動数と等しい場合)は、共振と呼ばれます。

減衰調和振動子では、共振条件下では、減衰力に応じて振幅を変更することができます。振幅は、減衰が小さい場合は大きくて狭くなり、減衰が重い場合は小さくなります。