自由振動とは? わかりやすく解説

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じゆう‐しんどう〔ジイウ‐〕【自由振動】

読み方:じゆうしんどう

振動体外力作用しない復元力のみによる振動復元力つり合い位置からの変位比例する場合単振動になる。振動系に抵抗がある場合減衰振動含めることもある。


自由振動

英語表記free vibration

外力無くなって振動続けるとき、これを自由振動または固有振動と呼ぶ。
固有振動

凡例同義語は⇒、類似語は→、関連語は?で示す。

自由振動

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2023/03/22 08:05 UTC 版)

自由振動(じゆうしんどう)とは、最初に与えられる条件を除いて、外部からの作用を受けない状態で起きる振動である[1]。叩く、変形させて放す、といった方法で起こる振動が自由振動である[2]振り子ばね質点の系が、自由振動の例としてよく取り上げられる[1]。自由振動では、質量剛性減衰といった系自体が持つ特性によって振動の形が決まるのが特徴である[3]。自由振動を測定することによって、系が持つ力学的特性を知ることができる[2]

自由振動は減衰がない場合とある場合に分けられる[4]。減衰がない場合、振動は慣性力と復元力に決まる単振動になる[5]。このときの角振動数固有角振動数や不減衰固有角振動数と呼ばれる[5]。減衰のある自由振動は特に減衰自由振動と呼ばれ、振動は次第に収束する[6]。実際の機械・構造物には何らかの減衰があるため、自由振動は通常は時間とともに収まり、消失する[1]。減衰自由振動の角振動数は、減衰固有角振動数と呼ばれる[7]

自由振動と対称になる振動には強制振動自励振動がある[8]。強制振動は、自動車が走行中に受ける振動のように、継続的な励振作用を受けて起こる振動である[9]。自励振動は、管楽器の振動のように、外部から系に加わる作用自体は非振動的だが、系自身が非振動的作用を振動的作用に変えて起こる振動である[10]

出典

参照文献

外部リンク


自由振動

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/19 09:13 UTC 版)

地震波」の記事における「自由振動」の解説

M8を超えるような巨大地震では、地球全体振動観測される。これらは地球の自由振動と呼ばれる膨張収縮繰り返すものと、ねじれ振動を行うものに大別されそれぞれ空間的な周期によって各モード細分される。最も顕著なモード地球全体膨張伸縮繰り返すもの(0S0)で、周期1000秒を超える長らく理論のみで実観測例がなかったが、チリ地震観測成功した近年ではM < 7の地震でも観測されることがある。 S:膨張収縮繰り返す。0S0は地球全体伸縮する。0S2は両極で同じ伸縮赤道でそれとは逆の伸縮繰り返す。0S4は両極赤道で同じ伸縮、中緯度で逆の伸縮繰り返す。1S0は地表全体伸縮するが、地球内部でまた別の伸縮をする。など(ここでは解説のために赤道などと述べたが、実際緯度規定されるわけではない地球上での位置関係に注目されたい。Tの解説でも同じ)。 T:ねじれの振動繰り返す。0T2は北半球南半球で逆方向回転する。0T3は南北中高緯度帯で同じ向き低緯度帯で逆向き回転する。1T2は地表では北と南で逆方向回転するが、地球内部では地表とは逆の回転をする。など。

※この「自由振動」の解説は、「地震波」の解説の一部です。
「自由振動」を含む「地震波」の記事については、「地震波」の概要を参照ください。

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