共振秋千原理

產(chǎn)生共振的重要條件之一，就是要有彈性，而且一件物體受外來的頻率作用時，它的頻率要與后者的頻率相同或基本相近。從總體上來看，這宇宙的大多數(shù)物質(zhì)是有彈性的，大到行星小到原子，幾乎都能以一個或多個固有頻率來振動。

共振現(xiàn)象也可以說是一種宇宙間最普遍和最頻繁的自然現(xiàn)象之一，所以在某種程度上甚至可以這么說，是共振產(chǎn)生了宇宙和世間萬物，沒有共振就沒有世界。

彩色三維效果圖（要求每邊可坐2人）

本展項和“龍形擺”、“彈簧擺”組成運動之律展區(qū)中的振動分主題。展項從振動中最基礎(chǔ)的概念——頻率出發(fā)，介紹共振，以及共振中的能量轉(zhuǎn)換。使參與者對振動的認識有一個清晰的脈絡(luò)?！褒埿螖[”通過一組擺長不同的小球介紹振動中最基礎(chǔ)的頻率的概念，以及對于最常見機械振動——單擺來講，影響振動頻率的因素是什么？“共振秋千”通過一個原理實驗類展品和一個觀眾體驗類展品，使觀眾從多角度了解共振這個科學內(nèi)容。“彈簧擺”以看似神奇的現(xiàn)象介紹共振中產(chǎn)生的能量間的轉(zhuǎn)換。

經(jīng)原型試驗得出，單擺球體的重量

展項由共振秋千和共振擺實驗構(gòu)成。

1、共振秋千：

由固定支架、懸掛支架、分別裝置于懸掛支架兩端的秋千和單擺構(gòu)成。

此展項為純機械結(jié)構(gòu)，懸掛支架懸掛于固定支架上，秋千座椅和單擺分別裝置于懸掛支架的兩端。在共振秋千的參與活動中，秋千一端為主動擺，單擺一端為從動擺。主動擺由參與者自行擺動，主動擺前后擺動，運動引起懸掛支架周期性的擺動，由于從動擺的振動頻率與主動擺的振動頻率基本相同，使從動擺的懸點受到周期性變化的策動力的作用，從而產(chǎn)生擺動，在體驗活動中了解共振現(xiàn)象及產(chǎn)生共振的條件。

原型試驗證明，擺球的重量為50kg左右時，主動擺的總重量在80-150kg的情況下，主動擺的擺弧為正負30-45°，從動擺（擺球）的擺弧為正負30-40°

參與者操作步驟為：

1>坐上秋千，雙手扶穩(wěn)

2>雙腳著地，推動秋千向后旋轉(zhuǎn)45°以上

3>雙腳離地，讓秋千自由擺動

4>雙腳點地給秋千的擺動提供動力補償

5>待秋千停穩(wěn)后，雙腳著地離開秋千

2、共振擺實驗：

由共同懸掛在一個懸掛支架上的7個擺長不同的單擺構(gòu)成。其中第一個為重擺即主動擺，其余6個為輕擺。

參與者首先通過調(diào)節(jié)帶扣機構(gòu)（原理同書包帶扣）拉動繩子，調(diào)節(jié)主動擺的擺長，之后操作重擺擺動，其他輕擺通過各自懸點，受到周期性變化的策動力作用，當某一個或多個從動擺固有頻率與重擺的固有頻率相同時，便會產(chǎn)生明顯的振動。

參與者操作步驟為：

1>拉動繩子，調(diào)節(jié)重擺懸掛高度

2>拉起重擺然后放開，使其輕輕擺動

3>觀看輕擺擺動情況