Question

为什么两个很硬的物体之间碰撞会发出响声呢？

Answer 1

振动发声的道理，大家应该都明白。 「硬」应该是指的难变形，也就是刚度比较大。世界上不存在刚体，所有物体受力的时候都会发生形变，变形很小的时候是观察不到的。 动量和冲量是高中物理知识，理科生都知道。物体碰撞的时候，在很短的接触时间内会有很大的作用力。这时候物体就会发生变形，由于变形很小，一般都是弹性变形。弹性变形就是在没有力的时候能够变回原来形状的变形。当然，变形不会马上恢复原样，而是发生振动。 物体的自由振动是有固有频率的。用弹性系数为k的弹簧连接一个质量为m的小物块，当小物块在光滑水平面上做简谐自由振动时，其振动频率为 ，这是其固有频率。物体自身的弹性振动原理和这个差不多，不过这时候没有弹簧，同样影响其固有频率的应该是材料的刚度或者弹性模量等参数。物体越硬，刚度k越大，其固有频率就越高，激发空气振动的频率也就越高，声音也越尖。所以硬的东西更容易发出响声。当空气振动的频率和振幅达到人耳能够接收的范围（20Hz~20kHz），人就听到响声了。