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显然,阻尼越小,耗能百分比越低,品质因数Q越高.对于β≪ω0的低阻尼情况,据(7.60)式,有
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因
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得
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表明在阻尼很小的情况下,描述阻尼能耗的品质因素Q与固有频率ω0成正比,与阻尼系数β成反比.
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从图7-43,7-44,7-45可以看出,仅在低阻尼情况下,振子的运动仍然具有振动的基本特征,只是振幅不断衰减,振动越来越弱,最终停止在力平衡点.因此,若无特殊说明,通常所谓的阻尼振动均指低阻尼振动.
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例18 试由t=0时振子的位置x0和速度v0,确定过阻尼振动(7.57)式中的常量A1和A2.
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解 据(7.57)式,有
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结合初条件,可得
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解得
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例19 一个弹簧振子的质量m=5.0kg,低阻尼情况下振动频率为f=0.50Hz,已知振幅的对数减缩λ=0.02,试求弹簧的劲度系数k.再问,阻尼系数β取何值时,能使振子在最短的时间内基本上停止运动?
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解 据λ=βT=β/f,可得此时β=λf=0.01s-1,所求弹簧的劲度系数为
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临界阻尼时振子可在最短时间内基本上停止运动,因β≪f,故ω0≈ω,此时应有
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