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阻尼作用

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阻尼作用是指任何振動系統在振動中，由於外界作用(如流體阻力、摩擦力等)和/或系統本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表徵。

基本信息

中文名 阻尼作用

外文名 Damping effect

名詞解釋

阻尼(英語:damping)是指任何振動系統在振動中，由於外界作用(如流體阻力、摩擦力等)和/或系統本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表徵。

在實際振動中，由於摩擦力總是存在的，所以振動系統最初所獲得的能量，在振動過程中因阻力不斷對系統做負功，使得系統的能量不斷減少，振動的強度逐漸減弱，振幅也就越來越小，以至於最後的停止振動，像這樣的因系統的力學能，由於摩擦及轉化成內能逐漸減少，振幅隨時間而減弱振動，稱為阻尼振動。

當阻尼較強時，阻尼振子幾乎沒有振動，振幅逐漸減小，達到穩定平衡，稱為過阻尼。

當阻尼較弱時，阻尼振子必須緩慢的經由多次振動逐漸把振幅減小，最後回到平衡位置，因此達成穩定平衡的時間較久，稱為欠阻尼。

另一種情形是阻尼振子以最平穩的速度，最短的時間達到穩定平衡，稱為臨界阻尼。

阻尼模型

在物理學和工程學上，阻尼的力學模型一般是一個與振動速度大小成正比，與振動速度方向相反的力，該模型稱為粘性(或黏性)阻尼模型，是工程中應用最廣泛的阻尼模型。粘性阻尼模型能較好地模擬空氣、水等流體對振動的阻礙作用。本條目以下也主要討論粘性阻尼模型。然而必須指出的是，自然界中還存在很多完全不滿足上述模型的阻尼機制，譬如在具有恆定摩擦係數的桌面上振動的彈簧振子，其受到的阻尼力就僅與自身重量和摩擦係數有關，而與速度無關。

除簡單的力學振動阻尼外，阻尼的具體形式還包括電磁阻尼、介質阻尼、結構阻尼，等等。儘管科學界目前已經提出了許多種阻尼的數學模型，但實際系統中阻尼的物理本質仍極難確定。下面僅以力學上的粘性阻尼模型為例，作一簡單的說明。

粘性阻尼可表示為以下式子:

其中F表示阻尼力，v表示振子的運動速度(矢量)，c是表示阻尼大小的常數，稱為阻尼係數，國際單位制單位為牛頓·秒/米。

上述關係類比於電學中定義電阻的歐姆定律。

在日常生活中阻尼的例子隨處可見，一陣大風過後搖晃的樹會慢慢停下，用手撥一下吉他的弦後聲音會越來越小，等等。阻尼現象是自然界中最為普遍的現象之一。

參看

阻尼比 共振 簡諧運動 RLC電路 振動 有阻尼的弦波