Интересный опыт с двумя свечками

tg: @vectozavr

Используемые материалы:

Сегодня я хотел бы поговорить о синхронизации. Вообще, роликов на эту тему не сильно много, а тема, как по мне, достаточно интересная, ведь синхронизация часто встречается в повседневной жизни.

Предлагаю провести простой эксперимент: давайте возьмем пару метрономов и поставим их на платформу, которая может двигаться. Даже если запустить метрономы в разных положениях, они через некоторое время начинают колебаться с одной частотой почти в фазе. Это и есть синхронизация.

Обратите внимание на разницу между синхронизацией и биениями. Биения - это процесс, при котором два метронома колеблется независимо и разность фаз постепенно меняется. А синхронизация - это когда два метронома, подстроившись друг под друга, начинают колебаться с постоянной разностью фаз.

Два линейных осциллятора не смогут прийти в положение равновесия просто потому что между ними невозможна подстройка частот, ведь частота линейного маятника не зависит от амплитуды.

Важную роль тут еще играет рассеивание и подкачка энергии. Они помогают добиться того, что метрономы могут спокойно увеличивать и уменьшать свою амплитуду для подстройки частот.

На первый взгляд, метроном кажется обычным маятником, но на самом деле это довольно таки интересная система, в которой постоянно присутствуют несколько сил.
Данное уравнение с хорошей точностью моделирует поведение метронома. Я решил написать модель и проверить, будут ли синхронизироваться метрономы, основанные на таком приближении.

В моей модели мне удалось синхронизировать и 10, и 20 метрономов. Мне нравится тот факт, что небольшое уравнение движения позволяет описать сложное взаимодействие и подстройку любого числа метрономов, а еще и понаблюдать за тем, как все это эволюционирует со временем.

Напоследок покажу вам очень красивый пример синхронизации свечей.

Если проследить за горением свечки, то можно заметить небольшие колебания языка пламени в верхней точке. Одна свечка дает слишком мало огня, поэтому чтобы эксперимент получился, я взял пять свечек и связал их между собой. Таким образом получилась большая свеча. Здесь уже явно заметны колебания пламени свечи. Нагретые вихри воздуха поднимаются вверх и отрываются от основного пламени.

А теперь сделаем еще одну большую свечку и поставим ее рядом с первой. Окажется, что вскоре колебания этих свечей синхронизируются. Это, по сути, те же самые метрономы с той лишь разницей, что вместо маятника - периодически образующиеся вихри, а вместо движущейся поверхности - изменение давления вокруг свечки.

И даже такое сложное поведение можно смоделировать на компьютере. Я сделал такую симуляцию в программе «Fire dynamic simulation», которая позволяет моделировать горение. Это программа используется для моделирования пожаров и горения топлива, а я сделаю моделирование свечки.

Пара свечей будут синхронизироваться как и в реальном эксперименте.

[vectozavr]

Пока занимаюсь большим проектом, решил снять новый выпуск экспериментов.
Постараюсь больше не пропадать на долгое время :)

[Nwsan]

"В горении много подводных камней"
*Завис, пытаясь осознать как это*

[Murad_Velibekov]

А теперь осталось узнать, почему эти свечки вообще колеблются)

[schetnikov]

Ваня, ты всё прекрасно рассказал. Нет ни одного замечания по физике, даже самого маленького. 10 баллов!

[АндрейДживага-бч]

Спасибо, завр. Как всегда на высоте ❤️

[UBJDA]

Отлично! Сразу видно, понимаете, о чём говорите! Да и сразу понятно становится, и новое узнать можно! Вот бы такой контент в топ трендов Ютуба, а то даже смотреть какие в трендах видео не хочется... Про часть со свечами даже представить не мог, что так бывает!

[MAZHOR]

Именно по этому свеча и совершает свои колебания.

[cachatt]

Лучший подарок на новый год-возвращение вектозавра.

[donhouse]

Спасибо интересно и красиво, аналогия с людьми прекрасна!!!!

[ibamaliks]

В какой программе ты делаешь анимации? Они божественны, просты и понятны.

[ОляДюдюкина]

Спасибо! Очень красиво показываете уникальные явления. И увлекательно визуализируете эти процессы.

[rinakolonenkova]

Я вообще не физик, но даже мне понятно что физика это красиво.Спасибо)

[termx]

3:58 Если приводить пример с людьми, то метроном справа на втором ряду "не такой как все")

[roma]

Для моделирования большого числа осцилляторов есть модель Курамото. Давно хотел с ней поиграться, но всё руки не доходят. Может у вас получится.
Хотелось бы посмотреть на результат)

[getaclassphys]

Ваня, какие славные ролики ты снимал!

[GamePoklonnik]

Вот что значит рекомендации ютуба в 3 часа ночи... Просто... как я здесь оказался? Но, пожалуй, это было наиболее адекватное и интересное из того на что меня наводили рекомендации в последнее время)

[KrossTales]

Желаю тебе успехов с каналом, очень нравятся твои видео ✌️

[tobutako]

Интересно! И правильно подмечено про синхронизацию людей))

[homaism]

В социальном плане мой синхронизатор не поддается синхронизации, бронированный оказался, стоит устойчиво на твердой поверхности.

[ДмитрийРоманов-ез]

Откуда же в горении подводные детали? ))
Спасибо за видео!