对它唱首歌，它就“活”了！？ | 正经玩_风闻

　　不知道大家还记不记得《功夫》中包租婆的狮吼功

　　那一嗓子，分分钟把楼都掀翻

　　害，谁不想有盖世神功呢

　　奈何骨骼不够清奇啊

　　不过，只要方法用对了

　　或许声音真能有用武之地？

　　实验器材

　　所标杯、金属丝、纸杯、小风车、纸环

实验过程

　　首先用金属丝在纸杯下方扎个洞

　　然后在纸杯边缘处扎个洞

　　将金属丝弯一个直角

　　然后依次穿入纸杯的洞中

　　将纸环穿入金属丝中

　　然后对着纸杯“高歌一曲”

　　发现纸环转动了起来

　　用小风车会有什么不同呢？

实验过程

　　声带振动带动了空气振动，声波被杯子聚拢，传导到铁丝又使得铁丝振动。铁丝振动的时候，会带动没有定死的小圆盘一起振动。

　　小圆盘的振动一开始是没有规律的。当小圆盘振动的频率和铁丝振动的本征频率耦合时，会产生共振。对于这个频率，小圆盘会做圆周运动。

　　大家可以尝试一下，如果改变声音的高低，即声带振动的频率，铁丝振动的频率也会改变，这时耦合就会消失，小圆盘不在旋转。

　　共振这一现象是我们在学习物理的过程中很早遇到的概念，当两个频率相同方向相同的振动相互叠加时，振动的幅度会最大。

　　共振

　　当一个物体受到某一频率的外界力所驱动时，它的运动方程为：

　　对于这一非齐次二阶常微分方程，我们只考虑稳态：

　　其中,

　　为其共振频率,

　　为其粘滞系数。

　　可以看出，当外部频率接近共振频率时，振幅会迅速增大。

　　对于转动方程来说过程是一样的。我们只需做一些简单的替换，将质量改为转动惯量，位移改为转动角度，当外部驱动频率接近共振频率时，小风车便会快速的转起来。

　　通常一个体系中的振动与转动并非相互独立的，它们会存在一些耦合作用。比如两个弹簧连接的物体围绕着他们的质心旋转时，可能会产生旋转联振的情形，导致体系旋转的的角速度发生振荡，所以直升机的设计中必须包含减震装置，否则旋转联振会引起螺旋桨的速度振动导致灾难的发生。

　　你，愿意和小编产生共振吗？

　　参考资料：

　　《Quartz Crystal Tuning Fork in Superfluid Helium》                               

　　Wikipedia