利用Phyphox描绘洗衣机脱水过程中的共振曲线

2021年5月29日,周六。微主偶然看到家里的洗衣机,顿时就来了兴致,决定利用Phyphox描绘一下洗衣机脱水桶在脱水过程中的共振曲线。

说干就干。连忙把自己的脏衣服搜罗一下,塞到洗衣机里,发现仅靠自己的分量不是很足,又找了别人的几件,也一并洗了。

在脱水阶段,微主用宽胶带把智能手机固定在洗衣机的面板上,打开Phyphox程序,进入“弹簧”实验,切换到“共振”页面,然后运行手机程序,在运行洗衣机脱水程序,随着洗衣机的不断振动,一条共振曲线就自动地描绘出来了。

不过,美中不足的是,由于洗衣机脱水环节的起步阶段太快,Phyphox没有捕捉到低速旋转阶段的振动数据。

加速阶段的共振曲线

加速阶段的共振频率 3.17 赫兹

为了充分利用这次难得的实验机会,微主又绘制了洗衣机脱水桶在减速阶段的共振曲线。

减速阶段的共振曲线

减速阶段的共振频率 3.81赫兹

比较加速阶段和减速阶段的共振曲线可以发现,洗衣机在加速过程和减速过程中的共振频率并不相等,而是加速阶段的共振频率稍小,减速阶段的共振频率稍大。

其实,可以将洗衣机脱水桶视为一个弹簧振子,弹簧还是那根弹簧,但是振子已经不是那个振子了。

在脱水的加速阶段,衣物带水很多,质量很大,自然固有频率比较小;在脱水的减速阶段,衣物带水很少,质量很小,自然固有频率比较大了。

做实验,做研究,并不一定要正经八百地穿着白大褂,坐在实验室里,操纵各种各样的仪器设备;只要有探究的意识,只要有提升的欲望,一部智能手机,就能随时随地。

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