強制振動の例

質問

強制振動の事例について調べています。
宿題で出たので…

調べた結果「ブランコをこぐ」というのが強制振動の例だと分かりました。

他にはどんなのがあるのでしょうか？
教えてください。

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんばんは。

おおーきなノッポの古時計、おじいーさんのー時計ぃー
　　・・・ぜんまいなどで振り子を振らせつづけます
（私が小さい頃、家にありました。止まらないように、時々ねじでぜんまいを巻きます）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%AF%E3%82%8A%E5%AD%90%E6%99%82%E8%A8%88

水晶振動子　・・・　電気で振動させます
（腕時計、パソコンなどに使われています）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%99%B6%E6%8C%AF%E5%8B%95%E5%AD%90

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

こんなに早く回答いただけるとは…ありがとうございます。
身近なものに使われているんですね。

参考になりました。

回答No.3

noname#252183

No2です。
下から2～1行目、文を短くしようとして推敲ミスしました。以下に訂正します。
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発電所で作られ送電線を伝わる交流電流は、発生源が故障したら止まり、更に、電流の瞬間値（vsブランコの変位）を正負の反対側に自発的に戻そうとする復元力（？vs重力）も存在しないと思えるので、強制振動と解釈されます。
（では電波は？こちらは難しそうで、よく判りません。）

回答No.2

noname#252183

理化学辞典3版の「振動」より。
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「振動は・・・正負どちらの変化に対しても平衡状態に戻す復元作用が働く系に微小な変動が与えられたときに現れるほか、周期的な入力に応答する出力として広範にみられる。・・・
振動を開始させる変動のほかに系に外力が働かないときは自由振動、抵抗など振幅を減少させる外力が外力が働くときは減衰振動がおこる。強い周期的な外力が働くときは強制振動がおこり、その振動数が系の固有振動数に一致すれば共鳴が現れる。・・・」
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論理的に考えると、自由振動する系は、必ず”平衡状態に戻す復元作用が働く系”でなければなりません。
平衡状態からずれたブランコには、平衡状態に戻すように重力が働きます。

ブランコを１回だけ漕いであとは揺れるに任せるなら、最初の１往復だけは強制的に振動させられた強制振動、と言えなくもないですが、あとは典型的な自由振動（振り子）なので、最初の１回を取り立てて言うほどのこともなく、全体として自由振動している、というべきでしょう。
漕ぎ続ければ、「強い周期的な外力が働く」状態そのもので、強制振動ですね。

最も典型的と思える強制振動は、2拍子の曲を演奏するときに指揮者が振るう指揮棒が空中に描く軌跡でしょう。
棒だけに着目すると、平衡状態に戻す復元力が何も存在しないのに、見かけ上は空中で振動しています。

ギターの弦を指で１回だけ弾けば、その後の弦の震えは自由振動。
弾き続ければ、「強い周期的な外力が働くとき」なのですが、振動の周期がブランコでは外力の周期と一致しているのに対して、ギターの弦は指の周期と無関係に勝手に震えており、自由振動です。
同じく太鼓を１秒間隔で叩いても、皮の振動は目にも止まらぬブルブルで、自由振動。

地震は地殻がずれて生じますが、最初のずれは（多分）振動ですらなく、震源地から走り出したP波S波表面波とも自由振動。

周期的に外力を与えるような自然現象は、余りなさそうで、強制振動は自然界では余り見られない筈です。

ある船の進行で生じた水面の波も自由振動。
ところが、その近くで停泊中の別の船の揺れ（垂直方向の変位量）は、自由振動する水面によって引き起こされた強制振動、と解釈できます。

発電所で作られ送電線を伝わる交流電流は、発生源が故障したら止まる（復元力がない）ので、強制振動と解釈されます。
（では電波は？こちらは難しく、判りません。）

お礼

指揮者が振るう指揮棒が空中に描く軌跡ですか。
意外なものが強制振動しているんですね…
ビックリです！

参考にさせていただきます。