Физика 9 класс, §27 Резонанс

Резонанс - это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к собственной частоте колебаний колебательной системы.
Явление резонанса знакомо нам с детства. Каждый из нас раскачивал качели. Обратите внимание, что сила прикладывалась в том же направлении, в котором двигались качели.
Если бы та же самая сила прикладывалась хаотично – то некоторые прикладывания силы помогали бы раскачиваться, а некоторые действовали бы против движения – и усреднённые воздействия хаотично прикладываемой силы взаимно уничтожались бы.
Явление резонанса возникает тогда, когда частота воздействия внешней силы совпадает с частотой колебания системы.
Амплитуда установившихся вынужденных колебаний достигает своего наибольшего значения при условии, что частота «ню» вынуждающей силы равна собственной частоте «ню нулевое» колебательной системы.
Физике известен классический пример – когда солдаты в Санкт-Петербурге шли, маршируя в ногу по Египетскому мосту, и вышло так, что собственная частота колебаний моста совпала с колебаниями вызванным чеканкой шага у солдат. Возник эффект резонанса, и мост, не выдержав непомерно возросших колебаний, просто разрушился.
В быту вы могли видеть такой эффект у стиральной машинки. Когда бельё в барабане распределено неравномерно – возникает резонанс: машинка колеблется всё сильнее, и в конце концов начинает буквально ездить по полу.
Бороться с таким эффектом очень просто: нужно выровнять высоту ножек. Имеющиеся колебания в стиральной машине гасятся также специальным тяжёлым грузом – который специально ставят в машинку на пружинах. Таким образом, во-первых, возрастает масса машинки, т.е. колебаниям сложнее её сдвинуть, а во-вторых, груз колеблется с другой частотой, нежели барабан, и их взаимные колебания гасят друг друга.
А теперь полезный лайф-хак связанный с резонансом. Часто в походе нужно набрать дров для костра. Самый простой способ для этого – повалить сухую сосну. Выбираете дерево потоньше, и начинаете его раскачивать. Когда крона начнёт хотя бы немного колебаться – прикалывайте усилия совпадающие по частоте с колебаниями дерева. Меньше чем за минуту вы можете повалить очень высокое дерево, которое много лет успешно сопротивлялось порывам ветра. А всё потому, что колебания ветра не совпадали с собственными колебаниями дерева. А ваши вынужденные колебания совпадали.
Из полезных можно привести раскачивание качелей относительно небольшой вынуждающей силой, раскачивание тяжёлого языка колокола.

[한솔.]

Ты объяснил эту тему так интересно, спасибо!!

[Dmac]

Я не только понял тему пока болел, но и узнал много нового. Объясняешь хорошо и с интересными вставками и примерами из жизни. 10/10 👍

[nika_nails]

Спасибо за видео, очень интересно. Особенно про стиралку😂

[РейХантер-цш]

Спасибо большое! Я не поняла тему на уроке, а вы все понятно объяснили! Еще и с интересными примерами, разобрали упражнение)

[КаналФлотилия]

Даже не заметил как 10 минут прошло 😮
Браво 👏

[noelizaofficial]

спасибо. очень помогло чем конченые качели у людей в видосах. с самалётом и стиралкой примеры помогли

[alexivch]

Флаттер - это автоколебания твёрдого тела в потоке жидкости или газа. Из-за этого явления на высоких скоростях элементы конструкции самолета разрушались в полёте (крыло, винт). Похожее явление под названием "шимми" (самовозбуждающиеся колебания передних рулевых колёс) имело место в авиации при посадке самолёта (да и в наземном транспорте), что являлось причиной аварий и катастроф. Математическую теорию этих явлений разработал (в 30-х годах для флаттера, немного позднее для шимми) выдающийся советский учёный в области прикладной математики и механики Мстислав Всеволодович Келдыш. За это он был дважды удостоен Государственной (Сталинской) премии. Эта теория была необходима для правильного расчета элементов конструкции самолётов (крыла, винта, шасси) и имела большое значение для авиации, особенно для военной авиации в годы войны, так как знание этой теории предотвратило большое количество аварий самолётов, причины которых были непонятны конструкторам. В 60-х и 70-х годах он стал главным теоретиком космонавтики и Президентом Академии Наук СССР, за вклад в науку был удостоен Ленинской премии.

[ФаридМухамеджанов-кш]

Собственая частота колебания моста. - - как её узнать?
Как вообще узнать у предмета его собственную частоту?

[alexivch]

Кстати, говорить о резонансе имеет смысл только по отношению к вынужденным колебаниям, ведь там идет идет речь о зависимости амплитуды колебаний в установившемся режиме от частоты воздействия вынуждающей силы на колебательную систему. Суть резонанса заключается в том, что при совпадении частоты вынуждающей силы с частотой собственных колебаний колебательной системы, амплитуда колебаний достигает максимума. Для свободных колебаний и автоколебаний понятие резонанса не имеет смысла. При свободных колебаниях нет вынуждающей силы, а при автоколебаниях сила есть, но она постоянная, а не периодическая, то есть не имеет периода, а значит и частоты. Зависимость амплитуды установившихся колебаний от частоты вынуждающей силы называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) колебательной системы или резонансной кривой, которая при малых значениях сил трения в колебательной системе получается высокой и "острой", а при больших значениях сил трения - низкой и "пологой". Как и любую другую функциональную зависимость её можно изобразить графически, что и сделано на странице 117 учебника. АЧХ имеют большое значение для понимания процессов, происходящих в электрических цепях переменного тока, изучаемых в электротехнике и радиоэлектронике.

[spaceman]

Хотелось бы увидеть формулу, которая устанавливает зависимость частоты колебаний от массы шарика в случае нитяного маятника.

[kirill]

спасибо тебе большое, очень круто объяснил

[alexivch]

Резкое возрастание амплитуды колебаний при резонансе происходит при условии малых значений сил трения и других сил сопротивления в колебательной системе. При больших значениях сил трения (сопротивления) рост амплитуды будет не таким резким, но, конечно, будет.

[CrackFaygo]

автор скажи пожалуйста какой у тебя рост?

[pijonydotru]

Такомский мост рухнул в 1940 г. из-за флаттера - крутильные колебания. Думай: просто хлыст. В 1930-е годы у самолетов этого не было, инженеры считать умели. А вот 1950-е, когда скорость реактивных самолетов возросла, эта беда вылезла. Но Такомский мост дал опыт. Конструкцию ужесточили, правда элементы жесткости и рассчитанные грузы вынудили утяжелять самолеты

[GRAU_WOLF]

Можно пожалуйста примеры, вреднои и полезное, и если вредное, то устрониние

[Slepykat]

завтра на рисунке появится новый вид на рисунке с названием который является наиболее известным