Apakah ada yang setara dengan mekanik untuk filter hi / low pass (seperti dalam teknik listrik)?

Saya bertanya-tanya apakah ada media tertentu (misalnya kaca, udara, busa, dll.) Yang secara khusus diberikan komposisi kimianya dan / atau struktur yang memungkinkan mereka menyaring gelombang mekanis (contohnya: suara, getaran) tinggi atau frekuensi rendah. Apakah ini ada? Bisakah saya punya beberapa contoh?

Contoh yang kurang abstrak: Saya cenderung memperhatikan bass musik menggelegar dari mobil di sebelah saya ketika saya berhenti di lampu merah. Saya tidak tahu apakah ini hanya karena amplitudo komponen frekuensi rendah atau apakah ada penyaringan mekanis yang sedang dimainkan (menekan frekuensi yang lebih tinggi). Ini adalah sumber inspirasi untuk menanyakan pertanyaan saya.

Dalam pengertian yang lebih umum, konsep kelistrikan induktansi, kapasitansi dan resistansi sama dengan massa, konstanta pegas dan gesekan dalam dunia mekanik. Tegangan menjadi kekuatan dan arus menjadi kecepatan.

Misalnya, suspensi dalam kendaraan adalah filter low-pass yang disetel dengan hati-hati yang menggunakan massa rangka dan bodi, pegas pada as dan peredam kejut untuk "memblokir" getaran frekuensi tinggi dari jalan agar tidak menjadi ditambah dengan penumpang dan kargo di dalamnya.

Ya, untuk suara secara khusus ada istilah yang disebut "impedansi akustik" yang, sama seperti impedansi listrik, bergantung pada frekuensi. Impedansi akustik dihasilkan dari persamaan gelombang akustik, yang mengambil bentuk yang sama dengan persamaan gelombang elektromagnetik.

Jadi setiap benda padat memiliki impedansi akustik seperti setiap konduktor memiliki impedansi listrik. Transmisi gelombang akustik tergantung pada sudut insiden dan konten frekuensi, dengan impedansi material yang melemahkan frekuensi tertentu. Saluran bertindak seperti pandu gelombang, Anda dapat membuat resonator akustik, dll. - ada banyak persamaan karena persamaan yang mendasarinya hampir identik.

Sama seperti pencocokan impedansi listrik menghasilkan transfer daya listrik maksimum, pencocokan impedansi akustik menghasilkan transfer daya akustik maksimum. Itulah gunanya ultra sound jelly - pencocokan impedansi antara tongkat dan kulit.

Ini dapat digunakan pada ketidaksesuaian impedansi yang disengaja menghasilkan gelombang pantulan dan transmisi daya akustik yang sangat sedikit. Sebenarnya ada garis drywall yang dirancang untuk mengeksploitasi ini untuk mencegah / meminimalkan "tetangga yang berisik."

Ada analog untuk disaring di banyak sistem mekanis. Dalam sistem fluida yang rentan terhadap lonjakan tekanan mungkin karena mereka menggunakan pompa perpindahan tetap, akumulator akan digunakan untuk menyaring paku-paku itu untuk mencegah kerusakan bagian lain dari sistem.

Sebuah isolator getaran bekerja dengan cara yang sama. Terkadang mereka digunakan apa adanya. Di lain waktu, untuk aplikasi yang lebih kritis, mereka dirancang untuk menyaring frekuensi tertentu, seperti kecepatan rotasi motor atau pompa, untuk menyaring mereka keluar dan membatasi atau mencegah energi yang menarik struktur sekitarnya. Itu dilakukan dengan mengendalikan geometri dan sifat material isolator. Salah satu proyek saya yang pertama dari tingkat sarjana adalah mendesain dudukan seperti itu untuk motor pompa kecil.

Filter mekanis lainnya adalah peredam massa yang disetel . Biasanya ini ditemukan di dalam gedung pencakar langit dan dimaksudkan untuk membatasi pergerakan bangunan karena gempa bumi. Gagasan yang sama telah diterapkan pada motor alat juga, di mana "lollipop" logam diletakkan di bagian samping motor. Frekuensi resonansi dari massa dan batang disesuaikan dengan frekuensi operasi motor. Hasilnya adalah ketika motor berputar, energi pada frekuensi operasi motor digunakan untuk membuat massa bergetar di udara alih-alih mentransmisikannya ke struktur alat di mana ia akan dipancarkan sebagai suara.