Чи є механічний еквівалент фільтру привіт / низький прохід (як в електротехніці)?

Мені було цікаво, чи існують певні носії (наприклад, скло, повітря, піна тощо), які є своєрідними, враховуючи їх хімічний склад та / або структуру, що дозволяють фільтрувати механічні хвилі (приклади включають: звук, вібрації) високих або низькі частоти. Чи існують вони? Чи можу я отримати приклади?

Менш абстрактний приклад: я, як правило, помічаю баси музики, що лунає від машини поруч зі мною, коли мене зупиняють на червоному вогні. Я не знаю, чи це пов’язано просто з амплітудою цих низькочастотних компонентів або чи є механічна фільтрація при грі (придушення більш високих частот). Це джерело натхнення для мого запитання.

У більш загальному сенсі електричні поняття індуктивності, ємності та опору еквівалентні масі, постійній пружині і тертю в механічному світі. Напруга стає силою, а струм набуває швидкості.

Наприклад, підвіска в транспортному засобі - це ретельно налаштований низькочастотний фільтр, який використовує масу рами та кузова, пружини на осях та амортизатори для "блокування" високочастотних коливань від дороги від появи в поєднанні з пасажирами та вантажем всередині.

Так, саме для звуку існує термін, який називається "акустичний опір", який, як і електричний опір, залежить від частоти. Акустичний опір є результатом рівняння акустичної хвилі, яке приймає таку ж форму, як рівняння електромагнітної хвилі.

Отже, будь-яке тверде тіло має акустичний опір, як і кожен провідник, має електричний опір. Передача акустичної хвилі залежить від кута падіння і вмісту частоти, при цьому опір матеріалу зменшує певні частоти. Канали діють як хвилеводи, ви можете робити акустичні резонатори тощо - є тонна паралелей, тому що основні рівняння майже однакові.

Так само, як і відповідність електричного імпедансу призводить до максимальної передачі електричної потужності, акустичне співвідношення акустичного опору призводить до максимальної передачі акустичної потужності. Ось для чого використовується ультразвукове желе - відповідність імпедансу між паличкою та шкірою.

Це можна використовувати в зворотному порядку - навмисне невідповідність імпедансу призводить до відбиття хвиль і дуже мало передається акустичної потужності. Насправді існує лінія гіпсокартону, призначена для використання цього для запобігання / мінімізації "галасливого сусіда".

У багатьох механічних системах є аналоги фільтрам. У системах з рідиною, схильними до сплеску тиску, можливо, тому, що вони використовують насос фіксованого переміщення, акумулятор буде використовуватися для фільтрації цих шипів, щоб запобігти пошкодженню інших частин системи.

Віброізолятор діє приблизно так само. Іноді їх використовують як є. В інших випадках для більш критичних застосувань вони призначені для фільтрації конкретних частот, таких як швидкість обертання двигуна чи насоса, для фільтрації їх та обмеження або запобігання захопленню цією енергією навколишньої структури. Це робиться шляхом контролю як геометрії, так і властивостей матеріалу ізолятора. Один із моїх перших проектів, що вийшов із недоградунду, - це спроектувати таке кріплення для невеликого двигуна насоса.

Ще один механічний фільтр - це настроєна демпферна маса . Зазвичай вони знаходяться всередині хмарочосів і призначені для обмеження руху будівлі через землетруси. Ця ж ідея була застосована і до двигунів приладів , де металевий «льодяник» консольно розташований збоку від двигуна. Резонансна частота маси і стержня підбирається до робочої частоти двигуна. Результат полягає в тому, що при обертанні двигуна енергія на робочій частоті двигуна перетворюється на те, щоб маса вібрувала в повітрі замість того, щоб передавати її структурі приладу, де вона випромінюватиметься як звук.