当前课程知识点：力学与现代生活——开启科学人生 > 第四章 “动”力世界——振动与波 > 4-1-3 共振、减振与防震案例 > Video
那么“共振(resonance)”
有会造成危害！
像: 我们前面提到的‘塔科马(Tacoma)大桥’--
风激励(频率) 跟桥的固有频率吻合，
所以就产生‘共振’，
还有 工程结构 受损、疲劳、破坏...
大部分由‘共振’引起的；
对人的、人类的健康，
共振、振动都有影响--
比如说 我们人类的器官，
也可以简化为“弹性-质量”模型，
刚才我们那个‘无阻尼自由振动’的模型--
‘振子’模型，
比如说 我们的大脑，
它悬挂在我们的头颅上 头颅里面；
还有我们的心脏、我们的胃部，
它(们)都有“悬挂系统”，
那么 可以简化为“一块质量
和一块弹簧”系统，
它(们)都有自己的‘共振频率’。
那么 在外界的激励--
比如说 我们坐车、坐船，
外界的激励频率(fe)跟我们这个
某个器官的固有频率(fN)接近的时候,
就会产生‘共振’，
就可能会晕船、晕车，
这个跟人的体质没有多大关系
那么实际上 医学上的解释呢
现在 其实可以从我们的‘共振的角度’来
解释。
那么有人说 ‘那我吃了晕车药 好像好点’，
其实那个东西 不是改变了你的固有频率，
而是改变了对这个‘共振’的反应 神经
抑制你的神经的反应吧，
可能改善一下人对‘共振’的感觉。
那么 有人晕车的时候 头疼，
有人是胃疼 有的胃不舒服、恶心，
那么 表现不一样 就看你外界的激励频率
哪一块 刚好是不是 跟你这个 固有频率吻合！
跟心脏吻合呢--心里面不舒服、发慌，
跟大脑吻合--头晕，这是共振--
我们从振动上进行解释的晕船、晕车。
我们这个人体的器官的
固有频率(fN)大概在 3到30Hz之间,
所以 还属于非常低的频率。
那么像这个 ‘次声波’ 它的频率
大概在 0.01到20Hz 之间，
所以 有些次声武器 就是
实际上利用‘共振’
发射 这么低频率的、强度很高的声波来
使得敌人的某个器官产生‘共振’，
使得你 丧失你的战斗力！
当然 ‘共振’有它的害处、也有它的好处--
就是我们可以 利用‘共振’来为人类服务--
比如说 共振筛--
像我们这个图片 共振筛，
这种筛子呢 能够提炼、筛检一些产品，
那么通过‘共振摇晃’达到一定的幅度；
下面这个 火车秤 火车很重--
我们怎么秤它的重量？！
也可以通过这种‘宽频激振’，
看看 算算它的最大频率响应，
也就是共振峰值的频率是多大，
来计算这个火车的质量，这一套系统--
我们看看这个图片。
那么当然 共振呢 大部分是产生危害的，
尤其在工程里面。
我们看看这个 怎么去避免这个‘共振’？
这一部分呢 我们 这个表呢 补充一下：
人的各个器官的固有频率(FN)范围--
像: 我们‘人的整体’呢 是7.5Hz、
‘头部’呢 是8到12Hz、
腹部的‘内脏’呢 4到6Hz、
‘心脏’ 是 5Hz、
‘眼睛’呢 18到50Hz、
‘脊柱’ 是30Hz、‘手’呢 是30到40Hz、
‘臀部和足部’ 是4到8Hz、
‘肩膀’呢 2到6Hz，
‘关键器官’呢 它(们)的固有频率都在20Hz以下，
所以 才有了‘次声波武器’的说法。
那么 还有一些报道：
关于“人体磁场”的振动频率
和‘人类健康长寿’之间的关系。
像：我们今年
2016年8月14号的《唯美文摘》里面
说：“美国人惊人地发现 癌细胞最怕爱”
这么一个报道--
美国一个名医 大卫.霍金斯博士
说：很多人生病呢 是因为没有爱、
只有负面情绪、心态比较差！
那么这里面呢 就是导致人体的磁场的振动频率
完全不一样：
如果 磁场振动频率低于200Hz呢
容易得病；
如果是正面情绪、比较好的心态呢
比如说 频率达到 400到500Hz，
就不容易生病；
世界上心态最好的吧--
就是人体磁场频率最高呢 能达到700(Hz)--
比如说是 诺贝尔和平奖获得者-特蕾莎 修女。
我们看这两个图呢
就是罗列了 负面情绪的低频率--
它的寿命比较短。
负面情绪有很多啦--
这个 骄傲、愤怒、欲望、恐惧、悲伤、冷淡、
内疚、羞愧，它(们)频率都不一样；
右边呢 是正面情绪--
这个磁场频率比较高，都在200以上--
我们看到 ‘超然’最高 达到了700到1000！
勇气、淡定、积极、宽容、明智、爱、
喜悦、平和 到 超然， 一一上升！
当然这个 结论呢 值得商榷、值得探讨，
大家了解一下。
但是呢 给我们中医呢 也提供了某种佐证，
因为我们中医 讲这个 “意念影响健康”，
就是关于人体磁场振动频率的应用。
我们工程上
大部分来 都是集中在 “有害振动的防范”上--
主要针对‘共振’：
比如说 我们这些图片
给大家显示的 汽车减震--
我们汽车呢 有发动机，
作为一个外界激励的强迫振动的‘震动源’、
还有 行驶在路面的激励，
这两个外界的激励，
使得车体呢 会有共振、会有振动、会有疲劳！
那么就要采取
对汽车有很多这个 ‘隔震’呐、‘减震’措施--
像：这个发动机 一般小车有三个发动机支座，
那么支座 就有这个‘减震垫’，
这些图片呢 都有减震垫的设计--
这个设计呢 要避开发动机本身的振动；
还有 这个 ‘减震弹簧’--
我们看到 这个悬挂系统里面的 ‘减震弹簧/支柱’,
还有些 前面那些，
其实 它里面还有一些减震器，
甚至像那个 又具有阻尼的 加上这个‘弹簧支柱’，
这个图片；
还有这个 大型的挂车、拖挂车，
都有这种所谓的‘干摩擦-板簧减震器’，
我们看到是 一层一层的这个钢板，
弹簧性的钢板--
‘弹簧钢’ 把它用螺/铆钉 穿插在一起，
使得这个 车斗上的这个重物
在路面激励下 压到这个弹簧上，
这个弹簧变形呢
使得这些每一层之间产生这个‘干摩擦’，
把这个振动能量 转化成热能 耗散掉；
那么在“船舶的稳定的控制”上，
也有一套专门的减震系统--
像：我们柴油发动机, 还有螺旋桨、海浪...
这些都是震源。
采取的措施呢 就是一个是 防止共振，
然后 减轻局部的强迫振动，
还有 抗海浪冲击设计，还有安装这个
“夫拉姆防摇摆水箱”，
还有 水下的侧翼的流线设计。
这个图片显示了这个“夫拉姆摇摆水箱”--
我们中国自己设计的！
关于‘船舶的振动’方面的
学问呢 还是比较大的！
对于我们 前面提到的 “超高层建筑”
它的减震，大家也可以看一看--
它有些什么措施？！
这里说：为了大幅度减少超高层建筑物，
因为强风引起的摇晃，
这里像：台北的101大厦、
上海的环球金融中心，
都安装有‘风阻尼器’。
那么这个图片 显示的就是一个 台北的101大厦
安装了重600吨的‘金属球’ 作为‘阻尼器’，
来巧妙地解决了摇晃问题--
金属球的摆锤啊 从92楼悬挂下来 来吸收风力，
强风出现的时候 会摆动，
大楼呢 其它部分保持稳定。
看到这个 悬挂下来的金属球 非常好看！
其实 如果到过101大厦的人
可能能够看到这么一个景点。
那么 内行的话，
就知道 它是一个 减风灾的一个抗震的措施；
那么 上海环球金融中心--
99层 在395米的高度的地方
也安装了有两台 风阻尼器，
它是‘主动阻尼’减震，
里边通过这个传感器
探测这个强风的时候，
建筑物摇晃的强度 也就是摇晃的位移吧，
然后 把它输送到计算机里面，
控制这个 它有一套叫'锥子状'的这个配重物--
大概150吨左右吧,
用那个钢索悬吊起来,
控制它的动作，
使得它的 振动位移呢
跟我们外界的位移激励 互为反相
反相 然后叠加互相抵消，降低
据说能降低(这个)40%的风力作用!
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