支持列车车厢的弹簧减振系统,固有频率是2Hz,若列车行驶在每根长为12.5m的钢轨连接的铁道上,当运行速度为多少时,车厢的振动最厉害.

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/02 17:51:22
支持列车车厢的弹簧减振系统,固有频率是2Hz,若列车行驶在每根长为12.5m的钢轨连接的铁道上,当运行速度为多少时,车厢的振动最厉害.

支持列车车厢的弹簧减振系统,固有频率是2Hz,若列车行驶在每根长为12.5m的钢轨连接的铁道上,当运行速度为多少时,车厢的振动最厉害.
支持列车车厢的弹簧减振系统,固有频率是2Hz,若列车行驶在每根长为12.5m的钢轨连接的铁道上,当运行速度为多少时,车厢的振动最厉害.

支持列车车厢的弹簧减振系统,固有频率是2Hz,若列车行驶在每根长为12.5m的钢轨连接的铁道上,当运行速度为多少时,车厢的振动最厉害.
频率为2Hz时,周期为0.5秒,当列车每0.5秒振动一次时,就会发生共振现象,也就是振动得最历害,此时速度应为12.5/0.5=25m/s

你这道题很简单,答案是25m/s,求解过程第一位网友已经给出来了。
下面再给你我以前答过的一个类似问题作为参考,比你这个要稍微难一点。
题目:
在火车车厢里吊一小球,由于在铁轨结合处震动,使球震动,若钢轨长12.5米,线长40厘米,问火车速度多大时,球震动的幅度最大?

为方便电脑书写,圆周率用pai表示;根号用V表示。
简谐振运动的周期应为:2pa...

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你这道题很简单,答案是25m/s,求解过程第一位网友已经给出来了。
下面再给你我以前答过的一个类似问题作为参考,比你这个要稍微难一点。
题目:
在火车车厢里吊一小球,由于在铁轨结合处震动,使球震动,若钢轨长12.5米,线长40厘米,问火车速度多大时,球震动的幅度最大?

为方便电脑书写,圆周率用pai表示;根号用V表示。
简谐振运动的周期应为:2pai*V(m/k);其中m是运动物体的质量,K....类似于一个弹性系数的东西,你应该在初中物理就学过了。
对于吊在线上的物体来说,它的运动原理和挂在水平弹簧上做简谐振动的物体是一样的,经过运算,运动周期:2pai*V(m/K)的根号部分可以化为与质量无关,为2pai*V(L/g)。 L是摆的长度,g是重力加速度。严格的数学推导需要点微积分和经典力学分析的知识,我就不多说了。
当火车通过有接缝的铁轨时,车厢的周期性震动的给吊摆提供了一个外策力。当这个外策力的频率跟吊摆的固有频率一致时,振动的幅度会达到最大,为共振。具体的数学原理也和微分推导有关系,高中的物理课本说的都只是皮毛~~~不多说,简而言之,设火车速度为v, 车厢的震动周期频率为:v/12.5,按照共振条件解方程:
v/12.5 = 2pai*V(L/g)
答案: v = 12.5*2pai*V(0.4/9.8)=15.87 米/秒 = 57.12公里/小时

收起

首先你要明白Hz是频率的单位,就是说达到共振是,列车的频率是2Hz,假设其速度为v,单位时间通过几根钢轨就会震动几下,故v/12就会列车的频率,可以得到2=v/12,解得v=25m/s