Что такое резонанс в физике

История открытия резонанса | Обучонок

что такое резонанс в физике

Исследовательская работа: 

Резонанс в природе и технике

Впервые наличие стоячих электромагнитных волн и их частоты в системе «поверхность Земли – ионосфера» было предсказано ирландским физиком Дж. Ф. Фицджеральдом в 1893 году.

В 1900 году, к подобному выводу пришёл Никола Тесла, запатентовавший в 1905 году своё открытие. Н. Тесла, однако, не знал о существовании ионосферного слоя, и вообще о проводимости атмосферы, поэтому рассчитанные им частоты резонансов оказались неверными.

Нашему взору открыта лишь малая часть знаний о резонансе и его последствиях его действия. Сюда относится практически весь спектр ассоциаций, связанных со словом резонанс.

Это и маятники на общей нити, и посуда, дребезжащая в шкафу в ответ на проехавший по улице трамвай, и раскачивание качелей, и питерский мост, рухнувший от строевого шага прошедшей по нему роты солдат, и лазерная генерация и т.д.

Что такое резонанс?

Резонанс — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы.

Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательнойсистемы.

При помощи явления резонанса можно выделить и усилить даже весьма слабые периодические колебания.

Резонанс как явление, заключается в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. Степень отзывчивости в теории колебаний описывается величиной, которая называется добротностью.

Использование резонанса и его польза:

  • Растворение порошкового молока в воде.
  • Резонаторы в музыкальных инструментах.
  • Магнитно-резонансное обследование организма.
  • Раскачивание качелей.
  • Раскачивание языка колокола.
  • Резонансные замки и ключи.

Вред резонанса:

  • Разрушение сооружений.
  • Обрыв проводов.
  • Расплескивание воды из ведра.
  • Раскачивание вагона на стыках рельсов.
  • Вибрации в трубопроводах.
  • Раскачивание груза на подъёмном кране.
  • Разрушение моста в результатетого, что по нему шли маршевым шагом.
  • Резонанс моста под действием периодических толчков при прохождении поезда по стыкам рельсов.

Некоторые возникшие в последнее время обстоятельства позволили воспринимать горные удары как лабораторную модель природных землетрясений. То есть предположить, что и природные землетрясения имеют резонансное происхождение.

Известны случаи, когда целые корабли входили в резонанс при определённых числах оборотов гребного вала.

Явление резонанса впервые было описано Галилео Галилеем в 1602 г. в работах, посвященных исследованию маятников и музыкальных струн.

Примеры резонанса

Электрический резонанс. Явление возрастания амплитуды колебаний тока при совпадении частоты внешнего источника с собственной частотой электрической цепи называется электрическим резонансом.

Явление электрического резонанса играет полезную роль при настройке радиоприемника на нужную радиостанцию, изменяя величины индуктивности и ёмкости, можно добиться того, что собственная частота колебательного контура совпадёт с частотой электромагнитных волн, излучаемых какой-либо радиостанцией. В результате этого в контуре возникнут резонансные колебания, которые малы по значению. Это приводит к настройке радиоприёмника на нужную станцию.

Еще одной из особенностей электрического резонанса является возможность использование его в двигателях с активными постоянными магнитами. Поскольку управляющий электромагнит периодически меняет полярность, т.е. питается переменным током, электромагниты можно включить в состав колебательного контура с емкостью.

Соединение электромагнитов может быть последовательное, параллельное или комбинированное, а емкость подбирается по резонансу на рабочей частоте двигателя, при этом среднее значение тока через электромагниты будет большим, а внешняя подпитка по току будет компенсировать в основном активные потери.

По всей видимости, данный режим работы будет наиболее привлекательным с точки зрения экономичности, а двигатель в этом случае будет называться магнитно- резонансный шаговый.

Источник: https://obuchonok.ru/node/5591

Резонанс: его значение в физике, причины и примеры явления

что такое резонанс в физике

  • Определение резонанса
  • Резонанс и добротность
  • Виды и примеры резонанса
  • Опасность и польза резонанса
  • Резонанс, видео
  • Почему солдатам, обычно марширующим строевым шагом при пересечении моста дается команда идти «вольно»? Потому, что маршируя по мосту, они могут его обрушить.

    Происходит это вследствие интересного физического явления – резонанса. Впрочем, явление резонанса активно употребляется не только в физике. К примеру, термин «общественный резонанс» означает реакцию большого количества людей на какое-то событие, будь-то политическое, экономическое, социальное.

    Но в нашей статье мы поговорим именно о физическом резонансе, его значении в физике, причинах и наиболее ярких примерах из жизни.

    Определение резонанса

    Первым, кто дал определение того, что такое резонанс был великий итальянский ученый Галилео Галлией, активно занимающийся не только астрономическими наблюдениями, но и работой с маятником, теорией струн и многими другими вещами в физике.

    Итак, в переводе с латыни слово «резонанс» буквально означает «откликаюсь», и означает физическое явление, при котором собственные колебательные движения, становясь вынужденными, многократно увеличивают свою амплитуду, отвечая на воздействия внешней среды.

    Или если по-простому, то резонанс это отклик на некий раздражитель извне, это синхронизация частот колебаний (количества колебаний в секунду) определенного тела (или целой системы) с внешней силой, которая воздействует на него. Вследствие физического резонанса всегда происходит увеличение амплитуды колебаний тела или системы.

    Представьте себе детские качели, чтобы раскатать их сильнее, вам необходимо прикладывать силу таким образом, чтобы ее колебания совпадали с колебаниями самой качели. Как результат таких действий качели будут раскачиваться все сильнее и сильнее, или говоря по-научному – амплитуда их колебаний будет увеличиваться. Детские качели, пожалуй, самый простой и яркий пример резонанса из нашей жизни.

    Впрочем, есть у резонанса и свой антипод – диссонанс. Диссонанс (с латыни переводится как «разногласящий») – прямо противоположное явление, означающее несовпадение, несоответствие.

    Если к тем же раскаченным качелям начать прикладывать силу хаотически, то есть хаотически их дергать туда-сюда, то вскоре они остановятся, амплитуда их движения снизится до нуля.

    Или еще один наглядный пример: если вы жарким летним днем выйдете на улицу в шубе, это тоже будет диссонанс, так как ваша одежда будет совершенно не соответствовать погоде.

    Резонанс и добротность

    Резонанс в физике часто связан с добротностью. Что это такое? Под добротностью понимается степень отзывчивости колебательной системы, уровень интенсивности ее отклика.

    На все том же примере с качелями можно представить, что есть две качели, одни из них старые и ржавые, а вторые новые, недавно построенные.

    Чтобы раскачать старые и ржавые качели нужно приложить намного больше усилий, нежели новые, то есть добротность у старых качелей (яко колебательной системы) будет в разы ниже, чем у качелей новых.

    Логично, что разные показатели добротности приводят к разным последствиям:

    • При низкой степени добротности колебательная система не будет сохранять долгое время вынужденные колебания, и очень скоро возвратится к естественным колебаниям.
    • В определенных ситуациях высокая добротность может быть опасной, так как сильный резонанс и многократное увеличение амплитуды колебаний приведет к разрушению физического тела.

    Виды и примеры резонанса

    Только в самой физике различают такие виды резонанса как:

    • Механический резонанс – это все те же вышеупомянутые качели, резонанс моста от проходящей роты солдат, резонанс колокольного звона и т. д. Одним словом, резонанс, вызванный механическими воздействиями.
    • Акустический резонанс – это резонанс, благодаря которому работают все струнные музыкальные инструменты: гитара, скрипка, лютня, балалайка, банджо и т. д. К слову корпус музыкальных инструментов неспроста имеет свою форму. Звук, издаваемый струной при щипке, попадает внутрь корпуса и там вступает в резонанс со стенками, что в результате приводит к его усилению. По этой причине качество звучания той же гитары сильно зависит от того материала, из которого она сделана и даже от лака которым она покрыта.
    • Электрический резонанс – представляет собой совпадение частоты колебаний внешнего напряжения с частотой колебаний электрической цепи, по которой идет ток.

    Помимо этих чисто физических резонансов есть еще уже упомянутый нами общественный резонанс – яркий отклик общества на какое-то событие (обычно политическое или экономическое), например брекзит Британии, ее выход из Европейского союза вызвал широкий общественный резонанс во многих странах Европы и особенно, разумеется, в самой Британии.

    Есть также и когнитивный резонанс – это полное совпадение во взглядах и мнениях. Например, вы познакомились с новым человеком, а он думает так же как вы, у вас абсолютно схожие взгляды, вкусы, предпочтения, тогда имеет место когнитивный резонанс.

    И противоположное явление – когнитивный диссонанс, когда вы абсолютно не согласны с кем-то или чем-то, абсолютно не принимаете происходящего.

    (Например, автор этой статьи, оказавшись в каком-нибудь украинском бюрократическом учреждении, будь-то Жеке, БТИ или налоговой испытывает настоящий когнитивный диссонанс)).

    Опасность и польза резонанса

    Резонанс, как и любое другое физическое явление, сам по себе не является ни плохим, ни хорошим, так как может приносить как пользу, так и вред. Например, именно резонанс помогает вытащить автомобиль, застрявший в грязи или снегу – планомерное раскачивание авто, то взад, то вперед с увеличением амплитуды колебаний помогает освободить его из плена.

    А вот хрестоматийный негативный пример действия резонанса описан в самом начале нашей статьи, и связан с мостами. Если рота солдат строевым шагом пройдет по мосту, то может если и не обрушить его, то значительно повредить, потому, что вызовет сильный резонанс собственных колебаний поверхности моста с колебаниями от марша «нога в ногу» сотен солдат.

    Впрочем, сильный резонанс моста может случиться и не только от марширующей роты солдат, конструкторам и архитекторам давно известно такое понятие как «Такомский мост» – это мост построенный с сильными нарушениями строительных норм.

    Дело в том, что в 40-х годах еще XIX века в США произошло обрушение висячего моста. Причиной обрушения был резонанс.

    Но рота солдат по мосту не маршировала, виновником на этот раз был ветер – колебания ветра вступили в резонанс с собственными колебаниями конструкции моста и в результате вызвали его обрушение.

    С тех пор технологии строительства мостов претерпели значительные изменения, а инженеры, конструкторы и архитекторы при проектировании своих объектов обязательно принимают в расчет явление резонанса. Этот феномен необходимо учитывать не только при строительстве мостов, но и при возведении высотных зданий, антенн, высоких опор, словом всего того, что теоретически может войти в резонанс с воздушными потоками.

    Резонанс, видео

    И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Источник: https://www.poznavayka.org/fizika/rezonans/

    Магнитный резонанс

    что такое резонанс в физике
    статьи

    • Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).
    • Ядерный магнитный резонанс (ЯМР).

    Магнитный резонанс, резонансное (избирательное) поглощение радиочастотного излучения некоторыми атомными частицами, помещенными в постоянное магнитное поле. Большинство элементарных частиц, подобно волчкам, вращаются вокруг собственной оси. Если частица обладает электрическим зарядом, то при ее вращении возникает магнитное поле, т.е.

    ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как найти обрыв нуля

    она ведет себя подобно крошечному магниту. При взаимодействии этого магнитика с внешним магнитным полем происходят явления, позволяющие получить информацию о ядрах, атомах или молекулах, в состав которых входит данная элементарная частица. Метод магнитного резонанса представляет собой универсальный инструмент исследований, применяемый в столь различных областях науки, как биология, химия, геология и физика.

    Различают магнитные резонансы двух основных видов: электронный парамагнитный резонанс и ядерный магнитный резонанс.

    Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)

    ЭПР был открыт в 1944 русским физиком Е.К.Завойским. Электроны в веществах ведут себя как микроскопические магниты. В разных веществах они переориентируются по-разному, если поместить вещество в постоянное внешнее магнитное поле и воздействовать на него радиочастотным полем.

    Возврат электронов к исходной ориентации сопровождается радиочастотным сигналом, который несет информацию о свойствах электронов и их окружении. Такой метод, представляющий собой один из видов спектроскопии, применяется при исследовании кристаллической структуры элементов, химии живых клеток, химических связей в веществах и т.

    д. См. также СПЕКТР; СПЕКТРОСКОПИЯ.

    Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)

    ЯМР был открыт в 1946 американскими физиками Э.Перселлом и Ф.Блохом. Работая независимо друг от друга, они нашли способ резонансной «настройки» в магнитных полях собственных вращений ядер некоторых атомов, например водорода и одного из изотопов углерода. Когда образец, содержащий такие ядра, помещают в сильное магнитное поле, их ядерные моменты «выстраиваются» подобно железным опилкам вблизи постоянного магнита. Эту общую ориентацию можно нарушить радиочастотным сигналом.

    По выключении сигнала ядерные моменты возвращаются в исходное состояние, причем быстрота такого восстановления зависит от их энергетического состояния, типа окружающих ядер и ряда других факторов. Переход сопровождается испусканием радиочастотного сигнала. Сигнал подается на компьютер, который обрабатывает его. Таким путем (метод компьютерной ЯМР-томографии) можно получить изображения. (При изменении внешнего магнитного поля малыми ступенями достигается эффект трехмерного изображения.

    ) Метод ЯМР обеспечивает высокую контрастность разных мягких тканей на изображении, что крайне важно для выявления больных клеток на фоне здоровых. ЯМР-томография считается более безопасной, нежели рентгеновская, поскольку не вызывает ни разрушения, ни раздражения тканей (см. также РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ). ЯМР позволяет также изучать живые клетки, не нарушая их жизнедеятельности. Поэтому следует ожидать, что применение ЯМР в клинической медицине будет расширяться. См.

    также ХИРУРГИЯ.

    Проверь себя!
    Ответь на вопросы викторины «Физика»

    Что такое изотоп, чему равно число Авогадро и что изучает наука реология?

    Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/MAGNITNI_REZONANS.html

    ВсРезонанс в ? физике, формула. Что такое ? резонанс и в чем состоит его явление?

    Со школьной скамьи многие помнят объяснения учителя физики про понятие резонанса. Но явление это гораздо шире по значению и применению. В чем состоит суть явления резонанса, что может произойти при совпадении частот с промышленными объектами, машинами? Какие виды явления бывают? Когда резонанс приносит пользу, и чем вредит?

    Смысл понятия

    В чем же состоит явление в механике, физике? Объясним резонанс простыми словами в быту – это совпадение ритма движения. Нужно вспомнить приятную забаву из детства. Речь идет о раскачивании на подвесных качелях.

    Один участник сидит на перекладине, другой помогает ему, оттягивая сиденье все сильнее и сильнее. На месте помощника может с равным успехом быть ребенок, ему по силам раскачивать взрослого.

    Это «работает» механический резонанс, при котором колебания качели полностью совпадают с частотой помощника. В результате получаем скачок амплитуды.

    При раскачивании на качелях самостоятельно, реально использовать совпадение колебаний для максимальной амплитуды движений:

    1. В положении сидя. Нужно поджимать и выпрямлять нижние конечности в такт.
    2. В положении стоя. Проще раскачиваться вдвоем. В любимых многими аттракционе «Лодочки» каждый из участников должен присесть в точке наибольшего подъема, а затем выпрямиться в максимально низкой позиции.

    Все усилия реально могут привести к тому, что качели сделают полный оборот вокруг оси. Чтобы предотвратить несчастный случай в целях безопасности отдыхающих ставят ограничитель от кругооборота. Нужно понимать, что для получения эффекта от совпадения колебательных движений нужно выйти из состояния покоя. Равновесие не позволит усилить раскачивание. Описанный пример относится к параметрическому возбуждению и резонансу колебаний.

    Амплитуда колебаний зависит от скорости движения. При увеличении возрастает размах, пока не дойдет до своего максимума. Дальнейшее увеличение скорости приведет к обратному эффекту. При построении графика резонанса – зависимости амплитуды от приложенной внешней силы получим кривую. Абсолютный максимум соответствует частоте, совпадающей собственной частоте колебаний системы. В физике, механике используют формулы резонанса – зависимость амплитуды от частоты и прикладываемой силы.

    Единицы измерения

    Количество движений принято измерять в герцах (1 Гц). Если известно значение частоты, например 45 Гц – тело выполняет колебания 45 раз в секунду. Есть понятие вынужденные движения, в этом случае присутствует раскачивающее тело и принуждающая сила. Усилие прикладывают с определенной частотой. При большой разнице характеристик скачка колебательных движений не будет.

    Впервые явление с точки зрения механики и акустики объяснил и описал в 1602 году Галилео Галилей. Его работа была посвящена колебательным явлениям маятников и струн для музыкальных инструментов. При описании ученый вывел зависимость тяжелого маятника собирать (накапливать) энергию при внешнем воздействии с определенным значением частоты. Термин был введен от латинского слова «resonantia», означает эхо. Про магнитный вид понятия вывел теорию Джеймс Клерк Максвелл в 1808 году.

    Резонанс в обычной жизни

    В быту мы часто сталкиваемся с резонансом, даже не задумываясь о смысле явления. Он используется в:

    • радиопередатчиках и приемных устройствах;
    • микроволновых печах;
    • музыкальных инструментах.

    В поле акустики при игре на гитаре в определенный момент струны начинают вибрирующие движения. Слышен звук при отсутствии непосредственного воздействия игрока. Энергия от поглощения колебаний сильно возрастает к моменту, когда толчки (воздействие) совпадают с естественными движениями.

    Отклик распространен в природе и искусственных устройствах. Многие слышат звук, источником которого является удар твердого предмета (металл, стекло, дерево). Они вызываются колебаниями малой частоты.

    Феномен залива Фанди

    Между Нью-Брансуик и Новой Шотландией в Канаде на побережье Атлантического океана расположен залив, известный на весь мир самым сильным приливом. Перепад в отметках между уровнями в момент максимальных значений достигает 18 метров. За один цикл свыше ста миллиардов тонн воды проходит через центральный вход залива. Продолжительность одного периода отлива-прилива постоянна – около 6 часов 13 минут.

    Уникальностью природное явление «обязано» природными характеристиками:

    • огромному количеству воды, проходящем через горловину залива;
    • неповторимым очертаниям берегов;
    • резонансному эффекту.

    По сравнению со средней высотой прилива в океанах – 3 фута (около 1 м) гигантский размах поступательных движений водяной массы поражает. Физический смысл явления объясняется причинами:

    • жидкость в любом объеме имеет свой период «колебаний», она постоянно движется с одним ритмом;
    • частота движений полностью зависит от размеров резервуара – длины и глубины;
    • большие размеры залива обеспечивают постоянство внутренних колебаний воды;
    • цикл прилива (отлива) совпадает с внутренними колебаниями воды.

    При начале прилива огромная водяная масса доходит до противоположного берега, затем движется в обратном направлении. Происходит совпадение момента отката воды и отлива. При этом волна получает дополнительное ускорение.

    Для модели подойдет емкость длинной формы с водой, если ее раскачивать вдоль в одном ритме с движением жидкости. Спустя несколько колебаний вода будет переливаться через край. В заливе Фанди система более уравновешенная, и поэтому перелива нет.

    В чем польза или вред явления

    Для того, чтобы говорить о положительном или отрицательном влиянии совпадения частот колебаний, нужно вспомнить о его проявлении в той или иной сфере человеческой деятельности.

    Положительные стороны

    Примеров, где используется явления резонанс, множество. Звуковая волна – это колебания воздуха. Инструменты имеют возможность звучать красиво в случае, если размеры, очертания и материал приведут к созданию условий для резонанса. Все духовые, язычковые инструменты звучат благодаря совпадению звуковых частот.

    Источник: https://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/894-vliyanie-yavleniya-rezonansa/

    Что такое этот резонанс, и практические примеры возникновения

    Из курса обучения в школе и институте многие вынесли определение резонанса, как явления постепенного или резкого возрастания амплитуды колебаний некоторого тела, когда к нему прикладывается внешняя сила с определенной частотой. Однако ответить практическими примерами на вопрос, что такое резонанс, могут немногие.

    Физическое определение и привязка к объектам

    Резонанс, согласно определению, можно понять как достаточно простой процесс:

    • существует тело, находящееся в состоянии покоя или колеблющееся с определенной частотой и амплитудой;
    • на него действует внешняя сила с собственной частотой;
    • в случае, когда частота внешнего воздействия совпадает с собственной частотой рассматриваемого тела, возникает постепенное или резкое возрастание амплитуды колебаний.

    Однако, на практике явление рассматривается в виде гораздо более сложной системы. В частности, тело может быть представлено не как единый объект, а сложная структура. Резонанс возникает при совпадении частоты внешней силы с так называемой суммарной эффективной колебательной частотой системы.

    Резонанс, если рассматривать его с позиций физического определения, непременно должен приводить к разрушению объекта. Однако, на практике существует понятие добротности колебательной системы. В зависимости от ее значения, резонанс может приводить к различным эффектам:

    • при низкой добротности система не способна в большой мере сохранять поступающие извне колебания. Поэтому наблюдается постепенное повышение амплитуды собственных колебаний до того уровня, когда сопротивление материалов или соединений не приводит к стабильному состоянию;
    • высокая, близкая к единице добротность — самая опасная среда, в которой резонанс приводит, зачастую, к необратимым последствиям. Среди них может быть как механическое разрушение объектов, так и выделение большого количества тепла на уровнях, которые могут привести к возгоранию.

    Также, резонанс возникает не только при действии внешней силы колебательного характера. Степень и характер реакции системы, в большой степени, отвечает за последствия действия направленных извне сил. Поэтому резонанс может возникнуть в самых разных случаях.

    Хрестоматийный пример

    Самый употребительный пример, которым описывается явление резонанса — это случай, когда рота солдат шла по мосту и обрушила его. С физической точки зрения в этом явлении нет ничего сверхъестественного. Шагая в ногу, солдаты вызвали колебания, которые совпали с собственной эффективной колебательной частотой системы моста.

    Множество людей посмеивалось над данным примером, считая явление только теоретически возможным. Но достижения технического прогресса доказали теорию.

    В сети существует реальное видео поведения пешеходного моста в Нью-Йорке, который постоянно сильно раскачивался и едва не рухнул. Автор творения, которое собственной механикой подтверждает теорию, когда резонанс возникает от движения людей, даже хаотического — французский архитектор, автор подвесного моста Виадук Мийо, сооружения с самыми высокими опорными колоннами.

    Инженеру пришлось потратить много времени и денег, чтобы снизить добротность системы пешеходного моста до приемлемого уровня и добиться того, чтобы не было значительных колебаний. Пример работы над данным проектом — это иллюстрация того, как последствия резонанса можно обуздать в системах с низкой добротностью.

    Примеры, которые повторяют многие

    Еще один пример, который даже участвует в анекдотах — это раскалывание посуды звуковыми колебаниями, от занятий на скрипке и даже пения. В отличие от роты солдат, данный пример неоднократно наблюдался и даже специально проверялся. Действительно, возникающий при совпадении частот резонанс приводит к раскалыванию тарелок, бокалов, чашек и другой посуды.

    ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое резонанс токов

    Это пример развития процесса в условиях системы с высокой добротностью. Материалы, из которых сделана посуда — это достаточно упругие среды, в которых колебания распространяются с малыми затуханиями. Добротность таких систем очень высока, и хотя полоса совпадения частот довольно узкая, резонанс приводит к сильному увеличению амплитуды, в результате чего материал разрушается.

    Пример действия постоянной силы

    Еще один пример, где проявилось разрушительное действие — это рухнувший Такомский подвесной мост. Данный случай и видео волнообразного раскачивания конструкции даже рекомендовано к просмотру на факультетах физики университетов, как самый хрестоматийный пример такого явления резонанса.

    Разрушение подвесного моста под действием ветра — это иллюстрация того, как относительно постоянная сила вызывает резонанс. Происходит следующее:

    • порыв ветра отклоняет часть конструкции — внешняя сила способствует возникновению колебаний;
    • при обратном движении конструкции, сопротивления воздуха недостаточно, чтобы погасить колебание или снизить его амплитуду;
    • вследствие упругости системы, начинается новое движение, которое усиливает ветер, продолжающий дуть в одном направлении.

    Это пример поведения комплексного объекта, где резонанс развивается на фоне высокой добротности и значительной упругости, под действием постоянного воздействия силы в одном направлении. К сожалению, Такомский мост — это не единственный пример обрушения конструкций. Случаи наблюдались и наблюдаются по всему миру, в том числе и в России.

    Контролируемое применение

    Резонанс может применяться и в контролируемых, четко определенных условиях. Среди всего множества примеров можно легко вспомнить радиоантенны, даже разрабатываемые любителями. Здесь применяется принцип резонанса при поглощении энергии электромагнитной волны. Каждая система разрабатывается под отдельную полосу частот, в которой наиболее эффективна.

    Установки МРТ применяют другой тип явления — различное поглощение колебаний клетками и структурами человеческого тела. Процесс ядерного магнитного резонанса использует излучение различной частоты. Резонанс, возникающий в тканях, приводит к легкому распознаванию конкретных структур. Меняя частоту, можно исследовать те или иные области, решать разнообразные задачи.

    Источник: https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/rezonans-eto-fizicheskoe-yavlenie-teoriya-i-realnye-primery.html

    Резонанс — бывает вредный, а бывает полезный

    Резонанс является одним из интереснейших физических явлений. И чем глубже становятся наши познания об окружающем нас мире, тем явственнее прослеживается роль этого явления, в различных сферах нашей жизни — в музыке, медицине, радиотехнике и даже на детской площадке.

    Каков же смысл этого понятия, условия его возникновения и проявление?

    Собственные и вынужденные колебания. Резонанс

    Вспомним простое и приятное развлечение — раскачивание на подвесных качелях.

    Прикладывая в нужный момент совсем незначительное усилие, ребёнок может раскачивать взрослого. Но для этого частота воздействия внешней силы должна совпасть с собственной частотой раскачивания качелей. Только в этом случае амплитуда их колебаний заметно вырастет.

    Итак, резонанс это явление резкого возрастания амплитуды колебаний тела, когда частота его собственных колебаний совпадет с частотой действия внешней силы.

    Прежде всего, разберемся в понятиях — собственные и вынужденные колебания.

    Собственные — присущи всем телам — звёздам, струнам, пружинам, ядрам, газам, жидкостям Обычно они зависят от коэффициента упругости, массы тела и других его параметров. Такие колебания возникают под воздействием первичного толчка, осуществляемой внешней силой. Так, чтобы привести в колебания груз, подвешенный на пружине, достаточно оттянуть его на некоторое расстояние.

    Возникшие при этом собственные колебания будут затухающими, поскольку энергия колебаний затрачивается на преодоление сопротивления самой колебательной системы и окружающей среды.

    Вынужденные колебания возникают при воздействии на тело сторонней (внешней) силы с определенной частотой. Эту стороннюю силу ещё называют вынуждающей силой. Очень важно, чтобы эта внешняя сила действовала на тело в нужный момент и в нужном месте. Именно она восполняет потери энергии и увеличивает её при собственных колебаниях тела.

    Механический резонанс

    Очень ярким примером проявления резонанса является несколько случаев обрушения мостов, когда по ним строевым шагом проходила рота солдат.

    Чеканный шаг солдатских сапог совпал с собственной частотой колебаний моста. Он стал колебаться с такой амплитудой, на которую его прочность не была рассчитана и развалился. Тогда и родилась новая воинская команда «не в ногу». Она звучит, когда пешая или конная рота солдат проходит по мосту.

    Если вам случалось путешествовать на поезде, то самые внимательные из вас обратили внимание на заметные покачивания вагонов, когда его колеса попадают на стыки рельс. Это так вагон откликается, т. е. резонирует с колебаниями, возникающими при преодолении этих зазоров.

    Корабельные приборы снабжают массивными подставками или подвешивают на мягких пружинах, чтобы избежать резонанса этих корабельных деталей с колебаниями корабельного корпуса. При запуске корабельных двигателей судно так может войти в резонанс с их работой, что это грозит его прочности.

    Приведенных примеров достаточно, чтобы убедиться в необходимости учитывать резонанс. Но мы иногда и используем механический резонанс, не замечая этого. Выталкивая машину, застрявшую в дорожной грязи, водитель и его добровольные помощники вначале раскачивают её, а затем дружно толкают вперёд по направлению движения.

    Раскачивая тяжелый колокол, звонари тоже неосознанно используют это явление.

    Они ритмично в такт с собственными колебаниями языка колокола, дергают за прикрепленный к нему шнур, всё увеличивая амплитуду колебаний.

    Существуют приборы, измеряющие частоту электрического тока. Их действие основано на использовании резонанса.

    Акустический резонанс

    На страницах нашего сайта мы познакомили вас с важнейшими сведениями о звуке. Продолжим наш разговор, дополнив его примерами проявления акустического или звукового резонанса.

    Для чего у музыкальных инструментов, особенно у гитары и скрипки такой красивый корпус? Неужели лишь для того, чтобы красиво выглядеть? Оказывается, нет. Он нужен для правильного звучания, всей издаваемой инструментом звуковой палитры. Звук, издаваемый самой гитарной струной достаточно тихий. Чтобы его усилить струны, располагают поверх корпуса, имеющего определенную форму и размеры. Звук, попадая внутрь гитары, резонирует с различными частями корпуса и усиливается.

    Сила и чистота звука зависит от качества дерева, и даже от лака, которым покрыт инструмент.

    Источник: http://www.doklad-na-temu.ru/fizika/rezonans.htm

    Вынужденные колебания, резонанс

    Напомним, что собственные колебания — это колебания, которые происходят при отсутствии каких-либо внешних воздействий. Внешнее воздействие необходимо только для того, чтобы вывести колебательную систему из состояния равновесия, после чего она предоставляется самой себе. Дифференциальное уравнение, описывающее собственные колебания не имеет ни каких следов внешнего воздействия на систему. Внешнее воздействие отражается только в начальных условиях колебаний.

    Однако, для того чтобы осуществлять незатухающие колебания в реальной действительности, необходимо компенсировать потери энергии колебательной системой, которые происходят в результате действия разного рода сил трения. Особенно важным и простым для изучения является случай, когда внешняя сила обладает периодическим характером.

    Общей характеристикой вынужденных колебаний, которые осуществляются при воздействии внешней периодической силы, является то, что через некоторое время после начала действия этой силы, колебательная система «забывает» свое начальное состояние, колебания носят стационарный характер и не зависят от начальных условий.

    Начальные условия играют существенную роль только при установлении колебаний, такой начальный период, обычно называют переходным процессом.

    Определение вынужденных колебаний

    Определение

    Колебания, происходящие под воздействием периодически изменяющейся силы (периодически изменяющейся ЭДС),называют вынужденными механическими (электромагнитными) колебаниями.

    Гармоническое внешнее воздействие

    Пусть на колебательную систему действует внешняя сила, которая изменяется по гармоническому закону:

    \[F=F_0{\cos \left(\omega t\right)\ }\left(1\right).\]

    Уравнение движения для системы, в которой на колебательную систему действуют возвращающая сила (например, сила упругости), сила сопротивления и вынуждающая сила может быть записано в виде:

    \[\frac{d2\xi }{dt2}+2дa\frac{d\xi }{dt}+{\omega }2_0\xi =f_0{cos \left(\omega t\right)\ }\left(2\right),\]

    где $\xi $ — колеблющийся параметр, например, координата $x$, при колебаниях пружинного маятника вдоль оси X; $f_0=\frac{F_0}{m}$ если колебания механические ($x_0=\frac{U_m}{L}-\ в\ случае\ электрических\ колебаний$); $\delta $ — коэффициент затухания; ${\omega }_0$ — циклическая частота свободных незатухающих колебаний (если $\delta $=0, то ${\omega }_{0\ }$называют собственной частотой колебаний).

    Решение уравнения (2) — это сумма общего решения однородного уравнения:

    \[\frac{d2\xi }{dt2}+2\delta \frac{d\xi }{dt}+{\omega }2_0\xi =0\ \left(3\right)\]

    и частного решения неоднородного уравнения.

    Общее решение уравнения (3):

    \[{\xi }_1=A_0e{-\delta t}{cos \left({\omega }_1t+{\varphi }_1\right)\left(4\right),\ }\]

    где $A_0$ — начальная амплитуда колебаний.

    Частное решение уравнения (2) представляет выражение:

    \[\xi =A{\cos (\omega t-\varphi )\ }\left(5\right),\]

    где $A=\frac{f_0}{\sqrt{{\left({\omega }2_0-{\omega }2\right)}2+4{\delta }2{\omega }2}}(6)$; $\varphi =arc\ tg\ \frac{2\delta \omega }{{\omega }2_0-{\omega }2}\(7)$.

    Слагаемое ${\xi }_1$ в решении уравнения (2) играет значительную роль в начальной стадии установления колебаний, пока амплитуда вынужденных колебаний не будет определяться выражением (6).

    Установившиеся вынужденные колебания происходят с частотой $\omega $ и являются гармоническими. Амплитуда и фаза этих колебаний определены формулами (6) и (7).

    Резонанс при вынужденных колебаниях

    При приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебаний, появляется резкий рост амплитуды колебаний. Это явление называют резонансом.

    Формула (6) показывает, что амплитуда вынужденных колебаний имеет максимум. Найдем частоту при которой возникает резонанс. (частоты при которой $A=max$). Для этого необходимо отыскать максимум функции $A(\omega )$. Вычислим производную $\frac{dA}{d\omega }$ и приравняем ее к нулю имеем:

    \[-4\left({\omega }2_0-{\omega }2\right)\omega +8{\delta }2\omega =0\ \left(8\right).\]

    Выражение (8) справедливо при:

    \[\left\{ \begin{array}{c}{\omega }_1=0;; \\{\omega }_2=\sqrt{{\omega }2_0-2{\delta }2;;} \\{\omega }_3=-\sqrt{{\omega }2_0-2{\delta }2.} \end{array}\right.\]

    Получаем, частота резонанса (${\omega }_r$) равна:

    \[{\omega }_r=\sqrt{{\omega }2_0-2{\delta }2}\left(9\right).\]

    При ${\delta }2\ll {\omega }2_0$ резонансная частота равна собственной частоте колебаний ${\omega }_0.$ Подставив вместо частоты правую часть выражения (9) в формулу (6), амплитуда вынужденных колебаний равна:

    \[A_r=\frac{f_0}{2\delta \sqrt{{\omega }2_0-{\delta }2}}\left(10\right).\]

    При малом затухании колебаний (${\delta }2\ll {\omega }2_0$) амплитуда в состоянии резонанса:

    \[A_r=\frac{f_0}{2\delta {\omega }_0}=Q\frac{f_0}{{\omega }2_0}\left(11\right),\]

    где $Q=\frac{{\omega }_0}{2\delta }$ — добротность колебательной системы, величина, которая характеризует резонансные свойства колебательной системы. При увеличении добротности растет амплитуда резонанса.

    Примеры задач с решением

    Пример 1

    Задание. Какова амплитуда установившихся вынужденных колебаний, если силой трения, действующей на колебательную систему можно пренебречь? Нарисуйте график зависимости амплитуды от частоты вынуждающей силы.

    Решение. Запишем уравнение установившихся колебаний при воздействии на систему гармонической силы в отсутствии сил трения:

    \[\frac{d2\xi }{dt2}+{\omega }2_0\xi =f_0{cos \left(\omega t\right)\ }\left(1.1\right).\]

    Решение уравнения будем искать в виде:

    \[\xi \left(t\right)=A{\cos \left(\omega t\right)\ }\left(1.2\right).\]

    Вычислим вторую производную от $\xi \left(t\right)$ по времени:

    \[\frac{d\xi }{dt}=-A\omega {\sin \left(\omega t\right);;\ \ }\frac{d2\xi }{dt2}=-A{\omega }2{\cos \left(\omega t\right)\ \left(1.3\right).\ }\]

    Подставим результат (1.3) в уравнение (1.1), имеем:

    \[-A{\omega }2{cos \left(\omega t\right)\ \ }+{\omega }2_0A{cos \left(\omega t\right)\ }=f_0{cos \left(\omega t\right)\ }\to A\left(-{\omega }2+{\omega }2_0\right)=f_0\to A=\frac{f_0}{{\omega }2_0-{\omega }2}.\]

    Рассмотрим функцию

    \[A=\frac{f_0}{{\omega }2_0-{\omega }2}(1.4).\]

    При $\omega =0$ из выражения (1.4) получим:

    \[A=\frac{f_0}{{\omega }2_0}\left(1.5\right).\]

    Из выражения (1.2) следует, что при $\omega =0$:

    \[\xi \left(t\right)=A=\frac{f_0}{{\omega }2_0}=const\]

    Ответ. $A=\frac{f_0}{{\omega }2_0-{\omega }2}$

        Пример 2

    Задание. Объясните, почему при описании вынужденных колебаний в состоянии резонанса следует учитывать силы трения?

    Решение. При описании вынужденных колебаний около резонансных частот учет трения является принципиально необходимым. С учетом трения амплитуда колебаний становится конечной. Амплитуда вынужденных колебаний тем меньше, чем больше трение. Само понятие установившихся колебаний, строго говоря, применимо к системам при наличии в них трения. Если трение бы отсутствовало, то процесс установления колебаний был бы бесконечно долгим.

    При малом трении установившиеся вынужденные колебания происходят в фазе с вынуждающей силой при $\omega {\omega }_0$, как и в отсутствии трения. Около резонанса фаза изменяется непрерывно. При точном совпадении $\omega ={\omega }_0$ смещение $\xi (t)$ отстает от вынуждающей силы на четверть периода. При этом скорость $\dot{\xi }(t)$ софазна с вынуждающей силой, что создает максимально благоприятные условия для передачи энергии от источника внешней силы к колебательной системе.

    ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Диммер что это такое

       

    Читать дальше: движение тела брошенного горизонтально.

    Источник: https://www.webmath.ru/poleznoe/fizika/fizika_102_vynuzhdennye_kolebanija_rezonans.php

    Резонанс в электрической цепи

    Начнём с основных определений.

    Определение 1

    Резонанс — это явление, при котором частота колебаний какой-либо системы увеличивается колебаниями внешней силы.

    Вынужденные колебания, источником которых является внешняя сила, увеличивают даже те колебания, амплитуда которых имеет довольно небольшие значения. Максимальный резонанс с наибольшей амплитудой возможен именно при совпадении частот внешнего воздействия и рассматриваемой системы.

    Примером резонанса является раскачивание моста ротой солдат. Частота шага солдат, являющаяся по отношению к мосту примером вынужденных колебаний, при этом синхронизирована и может совпасть с собственной частотой колебаний моста. В результате мост может разрушиться.

    Электрический резонанс в физике считается одним из распространенных в мире физических явлений, без которого было бы невозможным, например, телевидение и диагностика с помощью медицинских аппаратов.

    Одними из наиболее полезных видов резонанса в электрической цепи являются:

    • резонанс токов;
    • резонанс напряжений.

    Ничего непонятно?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Возникновение резонанса в электрической цепи

    Замечание 1

    Возникновению резонанса в электрической цепи способствует резкое увеличение амплитуды стационарных собственных колебаний системы при условии совпадения частоты внешней стороны воздействия и соответствующей колебательной резонансной частоты системы.

    Схема $RLC$ представляет электрическую цепь с соединенными последовательным или параллельным образом элементами (резистора, индуктора, конденсатора). Название $RLC$ состоит из простых символов электрических элементов: сопротивления, емкости, индуктивности.

    Векторная диаграмма последовательной $RLC$-цепи представлена в одной из трех вариаций:

    • емкостной;
    • активной;
    • индуктивной.

    В последней вариации резонанс напряжений возникает при условии нулевого сдвига фаз, и совпадении значений индуктивного и емкостного сопротивлений.

    Резонанс напряжений

    При последовательном соединении активного элемента $r$, емкостного $С$ и индуктивного $L$ в цепях переменного тока может возникать такое физическое явление, как резонанс напряжений.

    Колебания источника напряжения в этом случае будут равны по частоте колебаниям контура.

    При этом известна как полезность (например, в радиотехнике) этого явления, так и негативные последствия (для электрических установок большой мощности), например, при резком скачке напряжения в системах возможно возникновение неисправности или даже пожара.

    Резонанс напряжений обычно достигается тремя способами:

    • подбором индуктивности катушки;
    • подбором емкости конденсатора;
    • подбором угловой частоты $w_0$.

    При этом все значения емкости, частоты и индуктивности определяются с использованием формул:

    $L_0 = \frac{1}{w2C}$

    $C_0 = \frac{1}{w2L}$

    Частота $w_0$ считается резонансной. При условии неизменности в цепи и напряжения, и активного сопротивления $r$, сила тока при резонансе напряжения в ней окажется максимальной и равной:

    $\frac{U}{r}$

    Это предполагает полную независимость силы тока от реактивного сопротивления цепи. В ситуации, когда реактивные сопротивления $XC = XL$ по своему значению будут превосходить активное сопротивление $r$, на зажимах катушки и конденсатора появится напряжение, существенно превосходящее напряжение на зажимах цепи.

    Кратность превышения на зажимах емкостного и индуктивного элемента напряжения по отношению к сети определяется выражением:

    $Q = \frac{U_c0}{U}$

    Величина $Q$ характеризует резонансные свойства контура, называясь при этом добротностью контура. Также резонансные свойства характеризуются величиной $\frac{1}{Q}$, то есть — затуханием контура.

    Резонанс токов через реактивные элементы

    Резонанс токов появляется в электроцепях цепях переменного тока при условии параллельного соединения ветвей с разнохарактерными реактивными сопротивлениями. В резонансном режиме токов реактивная индуктивная проводимость цепи будет равнозначной ее собственной реактивной емкостной проводимости, т.е. $BL = BC$.

    Колебания контура, частота которых имеет определённое значение, в данном случае совпадают по частоте с источником напряжения.

    Простейшей электроцепью, в которой мы наблюдаем резонанс токов, считается цепь с параллельным соединением конденсатора с катушкой индуктивности.

    Поскольку сопротивления реактивности равнозначны по модулю, амплитуды токов $I_c$ и $I_u$ будут одинаковыми и смогут достигать максимальной амплитуды. На основании первого закона Кирхгофа $IR$ равен току источника. Ток источника, иными словами, протекает только через резистор.

    При рассмотрении отдельного параллельного контура $LC$, на резонансной частоте его сопротивление оказывается бесконечно большим: $ZL = ZC$.

    При установлении гармонического режима с резонансной частотой, в контуре наблюдается обеспечение источником установившейся определенной амплитуды колебаний, а мощность источника тока при этом расходуется исключительно на пополнение потерь в активном сопротивлении.

    Таким образом, у последовательной $RLC$ цепи импеданс оказывается минимальным на резонансной частоте и равным активному сопротивлению контура.

    В то же время, у параллельной $RLC$ цепи импеданс максимальный на резонансной частоте и считается равным сопротивлению утечки, фактически также активному сопротивлению контура.

    С целью обеспечения условий для резонанса силы тока или напряжения, требуется проверка электрической цепи для предопределения ее комплексного сопротивления или проводимости. Помимо этого, её мнимая часть должна приравниваться к нулю.

    Применение явления резонанса

    Хороший пример использования резонансного явления представляет электрический резонансный трансформатор, разработанный Николой Тесла ещё в 1891 году. Ученый проводил эксперименты на разных конфигурациях, состоящих в сочетании из двух, а зачастую и трех резонансных электроцепей.

    Замечание 2

    Термин «катушки Теслы» применяют к высоковольтным резонансным трансформаторам. Устройства используют при получении высокого напряжения, частоты переменного тока. Обычный трансформатор необходим для эффективной передачи энергии с первичной на вторичную обмотку, резонансный используется для временного хранения электроэнергии.

    Устройство отвечает за управление воздушным сердечником настроенного резонансно трансформатора с целью получения высоких напряжений при малых значениях силы токов. Каждая обмотка обладает емкостью и функционирует в качестве резонансного контура. Для произведения наибольшего выходного напряжения первичный и вторичный контуры настраивают в резонанс друг с другом.

    Источник: https://spravochnick.ru/fizika/rezonans_v_elektricheskoy_cepi/

    I. Механика

    Особый вид неравномерного движения — колебательное. Это движение, которое повторяется с течением времени. Механические колебания — это движения, которые повторяются через определенные промежутки времени. Если промежутки времени одинаковые, то такие колебания называются периодическими.

    Колебательная система

    Это система взаимодействующих тел (минимум два тела), которые способны совершать колебания. Простейшими колебательными системами являются маятники.

    Характеристика колебаний

    Фаза определяет состояние системы, а именно координату, скорость, ускорение, энергию и др.

    Циклическая частота характеризует скорость изменения фазы колебаний.

    Начальное состояние колебательной системы характеризует начальная фаза

    Амплитуда колебаний A — это наибольшее смещение из положения равновесия

    Период T — это промежуток времени, в течение которого точка выполняет одно полное колебание.

    Частота колебаний — это число полных колебаний в единицу времени t.

    Частота, циклическая частота и период колебаний соотносятся как

    Виды колебаний

    Колебания, которые происходят в замкнутых системах называются свободными или собственными колебаниями. Колебания, которые происходят под действием внешних сил, называют вынужденными. Встречаются также автоколебания (вынуждаются автоматически).

    Если рассматривать колебания согласно изменяющихся характеристик (амплитуда, частота, период и др.), то их можно разделить на гармонические, затухающие, нарастающие (а также пилообразные, прямоугольные, сложные).

    При свободных колебаниях в реальных системах всегда происходят потери энергии. Механическая энергия расходуется, например, на совершение работы по преодолению сил сопротивления воздуха. Под влиянием силы трения происходит уменьшение амплитуды колебаний, и через некоторое время колебания прекращаются. Очевидно, что чем больше силы сопротивления движению, тем быстрее прекращаются колебания.

    Вынужденные колебания. Резонанс

    Вынужденные колебания являются незатухающими. Поэтому необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний. Для этого необходимо воздействовать на колеблющееся тело периодически изменяющейся силой. Вынужденные колебания совершаются с частотой, равной частоте изменения внешней силы.

    Вынужденные колебания

    Амплитуда вынужденных механических колебаний достигает наибольшего значения в том случае, если частота вынуждающей силы совпадает с частотой колебательной системы. Это явление называется резонансом.

    Например, если периодически дергать шнур в такт его собственным колебаниям, то мы заметим увеличение амплитуды его колебаний.

    Резонанс и резонансные колебания

    Слышали ли вы о том, что отряд солдат, переходя мост, должен перестать маршировать? Солдаты, идущие до этого в ногу, перестают это делать и начинают идти свободным шагом.

    Такой приказ отдается командирами вовсе не с целью дать солдатам возможность полюбоваться местными красотами. Это делается для того, чтобы солдаты не разрушили мост. Какая тут связь? Очень простая. Чтобы это понять, надо ознакомиться с явлением резонанса.

    Что такое явление резонанса: частота колебаний

    Чтобы проще понять, что такое резонанс, вспомните такую нехитрую и приятную забаву, как катание на подвесных качелях. Один человек сидит на них, а второй раскачивает.

    И прикладывая совсем небольшие силы, даже ребенок может очень сильно раскачать взрослого. Как он этого добивается? Частота его раскачиваний совпадает с частотой качающегося, возникает резонанс, и амплитуда раскачиваний сильно возрастает. Как-то так. Но обо всем по порядку.

    Частота колебаний это количество колебаний за одну секунду. Измеряется она при этом не в разах, а в герцах (1 Гц). То есть, частота колебаний в 50 герц означает, что тело совершает 50 колебаний в секунду. 

    В случае вынужденных колебаний всегда есть самоколеблющееся (или в нашем случае качающееся) тело и вынуждающая сила. Так вот эта сторонняя сила действует с определенной частотой на тело.

    И если его частота будет сильно отличаться от частоты колебаний самого тела, то сторонняя сила будет слабо помогать телу колебаться или, говоря научно, слабо усиливать его колебания.

    Например, если пытаться раскачать человека на качелях, толкая его в момент, когда он летит на вас, вы можете отбить себе руки, скинуть человека, но вряд ли сильно его раскачаете.

    А вот если раскачивать его, толкая в направлении движения, то нужно совсем немного усилий, чтобы добиться результата. Вот это и есть совпадение частоты или резонанс колебаний. При этом сильно возрастает их амплитуда.

    Примеры резонансных колебаний: польза и вред

    Так же и при катании на другом варианте качелей в виде доски на подставке проще и эффективнее отталкиваться ногами от земли, когда ваша сторона качелей уже поднимается, а не когда она опускается.

    По этой же причине застрявшую в ямке машину постепенно раскачивают и толкают вперед в моменты, когда она сама двигается вперед. Так значительно повышают ее инерцию, усиливая амплитуду колебаний.

    Можно приводить множество подобных примеров, которые говорят о том, что мы на практике очень часто применяем явление резонанса, только делаем мы это интуитивно, не догадываясь, что применяем правила физики.

    Выше говорилось о полезности явления резонанса. Однако, резонанс может и вредить. Иногда возникающее увеличение амплитуды колебаний может быть очень вредным. В частности, мы говорили о роте солдат на мосту.

    Так вот были несколько случаев в истории, когда под шагами солдат реально разрушались и падали в воду мосты. Последний из них произошел около ста лет назад в Петербурге. В таких случаях частота ударов солдатских сапог совпадала с частотой колебаний моста, и мост рушился.

    Именно поэтому, на основе горького опыта, было введено правило для солдат сбрасывать шаг, заходя на мост.

    Нужна помощь в учебе?

    Предыдущая тема: Превращения энергии при колебаниях: затухающие и вынужденные колебания
    Следующая тема:   Распространение колебаний в среде и волны: продольные и поперечные

    Источник: http://www.nado5.ru/e-book/rezonans

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    220 вольт
    Что такое нулевой защитный проводник

    Закрыть