自然频率,指的是物体不受外力作用时,能够自由振动的频率。物体的自然频率取决于它的质量、弹性和尺寸等因素。比如,一个悬挂在弹簧上的重物,会在不受外力作用下自由地上下振动,这个振动的频率就是它的自然频率。
物体的自然频率和它所具有的弹性势能有关。弹性势能是指物体由于形变而具有的能量,它随着物体形变程度的增加而增加。当物体形变程度达到一定程度时,形变产生的弹性势能达到最大值,物体受到内部弹力的作用而趋于回复原状,这个回复的过程又会加速物体运动,因此造成物体的振动。物体的自然频率越高,说明它振动的快速程度越高,形变的程度也越大。
物体的自然频率还和其尺寸有关。同样的材料和形状,尺寸越大的物体自然频率越低,尺寸越小的物体自然频率越高。这是因为在弹性形变时,尺寸较大的物体受到的内外相互作用力比较多,因此需要花费更长时间才能完成振动,自然频率也就越低。
物体的自然频率和其质量也有很大的关系。质量越大的物体自然频率越低,质量越小的物体自然频率越高。这也很好理解,因为质量越大的物体惯性越大,往复振动的惯性阻力也就越大,需要花费更长的时间才能完成一次振动,自然频率也就越低。