Резонанс: что о нём следует знать?

Если к системе приложить внешнюю периодическую силу, частота которой близка к одной из собственных частот системы, эта внешняя сила раскачает систему до весьма большой амплитуды. Такое явление называется резонансом. В ролике рассказывается об основных свойствах механического резонанса, о его амплитудно-частотной и фазовой характеристиках.

Благодарим вас за интерес к нашей работе!
Получить доступ к дополненным материалам и поддержать нас можно в нашем телеграм-канале:

или сервисе Boosty:

Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ

[alexanderilyin]

А я знаю почему это происходит😊 Это следствие неидеального совпадения собственной частоты и частоты вынуждающей - и разницу между ними можно определить померив частоту получившейся огибающей

[mzfca]

Огромное спасибо за ваши опыты и объяснения! Очень интересно смотреть и слушать. Так по доброму и душевно:))

[ВладиславЧепкасов-бю]

Экспериментальная физика это всегда ужасно интересно! Спасибо за видео!

[Mr_coub]

Конечный график получается из-за того, что изначально было предположена собственная частота маятника в 1 Гц, однако это частота малых колебаний. В общем случае частота маятника на больших углах зависит от амплитуды. А так как частота возмущений оставалась неизменной, то и резонанс терялся, когда угол становился достаточно большим, чтобы изменилась собственная частота колебаний маятника

[СашаКовалевский-уя]

Офигеть, на сколько глубокое видео. Спасибо большое за ролик.

[siiv]

Чудесно и много полезно видео! Беше ми интересно да го гледам.

[propar]

Здесь, как я думаю два варианта.
1) Это переходный процесс. Зависимость амплитуды от времени есть сумма периодической и свободной составляющей. Так как вынужденное состояние системы не может установиться мгновенно, то сначала должна затухнуть свободная составляющая и, как следствие, рано или поздно установится постоянная амплитуда колебаний
2) Так как система не идеальна, то дело в небольшой разности частоты источника и собственной частоты маятника и, как следствие, возникают биения

[ecoiner]

спасибо вам, эх поскорее бы про резонанс звука посмтреть, а то хочу активное шумоподавление в авто сделать)

[drdynanite]

Забавно, что вашу рекомендацию по раскачиванием качелей я эмпирически вывел и применял ещё в детстве, и теперь я наконец понимаю, почему так происходит)

[michaelpovolotskyi]

К ответу на вопрос. Это линейный эффект. Мы видим сложение двух синусоид с близкими частотами. Одна соответвует собственным колебаниям, а другая - вынужденным. Первая затухает, и биения со временем исчезают.

[novichok-dyrachok]

Кстати, рассуджения про то, как толкать качели, применимы и к корректировке движения спутников: проще (дешевле по топливу) всего повернуть плоскость орбиты, в момент прохождения через ось поворота :)

[Физикадилетанта]

Думаю можно провести аналогию из электротехники а именно резонанс токов и резонанс напряжений. В первом случае реактивное сопротивление а значит потери для резонансной частоты высокое, во вором случае реактивное сопротивление равно нулю и мы имеем скачек токов на резонансной частоте. Так и тут устанавливая резонатор Гельмгольца на прямоточную систему выхлопа, создают повышенные потери резонансной звуковой волны, которую рассчитывают учитывая частоту выхлопа и резонансную частоту кузова автомобиля (звук передаётся самим кузовом машины) . В самом резонаторе на резонансной частоте резко возрастают потери вязкого трения газов у входа, в самом патрубке, и термические потери в колбе резонатора. Я так понимаю, если ошибаюсь поправьте меня пожалуйста.

[shurapod]

При малой амплитуде колебания маятника линейны ( sin(x) ~ x ) . При большой амплитуде колебания маятника становятся все более и более нелинейными, поэтому меняется фаза между максимом приложения силы и скоростью маятника, а также частота движения маятника. А поскольку маятник рассеивает энергию на трение, на сопротивление воздуху и электромагнитному полю, полная энергия маятника ( кинетическая и потенциальная ) меняется. А полная энергия маятника как раз равна его потенциальной энергии при максимальной амплитуде.

[foxaleks.]

Спасибо за видео. Рота солдат, шла по мосту, они не спешились, частота их удара ног по мосту, совпала с частотой моста, амплитуда возрастала и мост разрушился.

[Vasya_Bosyakov]

Если все данные даны для одной и той же системы, то интересно получается. На10:08 где про фазовый переход, на графиках можно увидеть что для случая когда частота магнитного поля меньше собственной частоты маятника амплитуда 0, 6-0, 7 градуса, если больше то амплитуда 1, 0-1, 2 градуса, при совпадении амплитуда максимальная и равна 2, 7-3, 0 градуса. На14:23 на графике к вопросу амплитуда 3 градуса только у первого цикла изменения амплитуды, при экстраполяции видно что амплитуда устанавливается на 1, 5-1, 7 градуса и больше никогда не достигнет максимальных значений. Т.е. если проводить эксперимент достаточно долго, эффект резонанса уменьшается. Если бы мост, рухнувший от топота был покрепче и выдержал первые колебания, то сколько бы солдат потом по нему не проходило, опасность обрушения уменьшилась бы?

[МихаилСаяпин-эв]

Ох уж спасибо большое за это видео. Раньше я как наивный верил в свободную энергию теперь вся моя наивность успакоилась.🎉

[rf_filosof]

этот эффект называется биения. Он возникает из-за неточного совпадения частоты вынуждающего колебания и частоты собственных колебаний маятника. Частота биений равна разнице этих частот.

[Vasya_Bosyakov]

График к вопросу уж очень на какой-то переходный процесс похож. Я думаю это связано с инерционностью маятника, сначала магнитное поле заставляет его тронутся с места, в этот момент частота маятника определенно меньше частоты магнитного поля, затем маятник разгоняется и частота его колебаний начинает превосходить частоту поля. За счет фазового перехода частота маятника уменьшается и магнитное поле снова начинает его разгонять, пока этот процесс не установится. Судя по значениям на графикам к фазовому переходу изменение частоты на 5% драматически меняет картину, так что незначительные изменения частоты колебаний маятника вполне могут оказывать такое влияние

[i_plus__cubed]

Во-первых, спасибо за видео!
В-остальных, я считаю, что амплитудная модуляция реакуии на воздейставие происходила просто из-за несовпадения вынуждающей частоты воздействия с собственной частотой свободных колебаний маятника. Колебания с периодом в 50 сек. показывают разностную частоту 1/50 Гц, что при частоте в 1 Гц не очень-то и круто, наверное... Целых 2%! Наверное, это сделано намеренно.

[pai]

Круто объяснил, а не так как в школе/