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振動と衝撃の違いは何でしょうか。
教えて頂きたいです。

よろしくお願いします。

A 回答 (6件)

振動 = ブルブル


衝撃 = ドーン
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No.3です。

No.4さんの回答を見て、質問者さんの聞きたいことが分かりました。

 No.3で、「振動」の例で「バネ」をあげましたが、「衝撃」の力が、バネを「一瞬だけ引っ張る」(あるいは一瞬だけ押す)ように働けば、それ以降は外から力を加えなくとも、バネ自体の復元力が継続して働いて、振動が継続します。
 バネを引っ張った状態から手を放すのと同じです。

 バネに限らず、鐘などを叩くとしばらく音が響くように、弾性のあるものに衝撃を与えると、衝撃による「変位」で弾性による復元力が継続して働いて、振動が起こります。
 No.3に、「振動には継続した力が必要」と書きましたが、これが「衝撃による変位」に起因する弾性・復元力で発生することがある、ということです。
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衝撃は一瞬のため、固体でなくても、移動するより先に高い周波数の振動を生じます。


振動=ビビリ、と考えた時はかなり高い周波数の振動を想定します。
この高い周波数の振動にとらわれすぎた結果の疑問ではと思います。
時計の振子も振動ですね、これは衝撃とは無関係と思います。
お寺の鐘や音叉、打つ、たたくは衝撃ですね、結果起きた振動が長く続くように作られています。
では金属の棒、動くほどではない小さな衝撃加えたら?、一部は音(振動)、一部は振動(情報)が金属内部を伝わり、最後は空気に、非常な高周波は空気の弾性?で即吸収?。
衝撃の正体は前の回答者が適格に答えていると思います。
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物理的、力学的に言えば、



振動:継続して力が働いている。
 例えば、バネの振動では、バネの先端に接続されたおもりを引っ張って離すと、バネが縮まろうとする力で動き出し、中立点を超えてバネが縮み、今度はバネが伸びようとする力が働いて逆方向に動く。これを繰り返して「単振動」を起こす。バネの伸びまたは縮みを「x」、バネ定数を「k」とすると、

   力(バネの復元力)=-kx

となる。この力による運動方程式は、

    ma=-kx

で、摩擦がなければ永遠に「行ったり来たり」を繰り返す。ずっと「バネの復元力」が働いているからです。


衝撃:力は一過性。力を「F」、力の働く時間を「Δt」とすると、衝撃の大きさは

   F × Δt  (1)

と書ける。力学用語では「力積」といいます。運動方程式は

   F=ma=m*(dv/dt)=d(mv)/dt=Δ(mv)/Δt  (2)

ということなので、(1)に(2)を代入して

   F × Δt=Δ(mv)

つまり、衝撃の大きさ「力積」は「運動量の変化量」ということです。衝突・衝撃は、運動量を変化させますが、運動量は衝撃の瞬間に変化するだけで、あとは一定です。
 戻そうとする力は働かないので、振動はしません。
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振動=継続します


衝撃=一発で急速に減衰します。最初の一発で大きな振動を生じても、急速に収まります。
衝撃は振動の原因にはなりますが、振動そのものではありません。
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まずは辞書を引いてみましょう。



しん‐どう【振動】
1 揺れ動くこと。「爆音でガラス戸が―する」
2 ある量が、一つの状態を中心に周期的に変動すること。振り子・ばねの運動や電気振動など。
3 数学で、無限に続く数列・関数列の極限が不定で、収束せず、また極限値が無限大でもないこと。

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しょう‐げき【衝撃】
1 瞬間的に大きな力を物体に加えること。また、その力。「衝突時の―を吸収する」
2 意外な出来事などによって強く心を揺り動かされること。また、その心の動き。ショック。「―が走る」「世界に強い―を与えた事件」

以上、goo辞書より。
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