
在先前單元:【如何計算質塊彈簧系統的「自然頻率」?】,以「質塊彈簧系統」為例,探討在已知質塊的「質量」m,以及彈簧的「彈簧常數」k,可以求得「自然頻率」fn。這個單元,反過來,假設知道質塊的「質量」m,而不知道彈簧的「彈簧常數」k時,要如何求得「彈簧常數」k?
如圖示「質塊彈簧之實體結構」,以一個「質塊」吊掛在「彈簧」的下方,如果,對「質塊」施予外力,「質塊」就會來回振盪,可以觀察「質塊」的「位移」運動狀態。
對此「質塊彈簧之實體結構」,進行「數學模型化」(mathematical
modeling),可以得到對應的「數學模型」(mathematical model),說明如下:
1.
質塊(mass):假設質塊為「剛體」(rigid body),以一個質點「質量」m,代表質塊,SI制單位:kg。
2.
阻尼元件(damper):為了模擬彈簧的「阻尼效應」,常採用的「阻尼模型」(damping
model)是「黏滯阻尼模型」(viscous...