Най-добрият пример за резонанс, обясняващ същността му

Преди да се запознаем с явлението резонанс, е необходимо да проучим свързаните с него физически термини. Не са толкова много, така че помнете и разберете какво значение няма да е трудно. Така че, за всичко в ред.

Каква е амплитудата и честотата на движението?

Представете си обикновен двор, където детето седи на люлка и размахва крака, за да се люлее. Във време, в което успява да завърта люлеенето и те достигат еднообразно движение от едната страна до другата, можете да изчислите амплитудата и честотата на движение.

Амплитудата е най-голямата дължина на отклонението от точката, където тялото е в равновесно положение. Ако вземем нашия пример за люлка, тогава амплитудата може да се смята за най-високата точка, в която детето се люлее.

Честота е броят на колебанията или вибрационните движения на единица време. Честотата в Hertz се измерва (1 Hz = 1 трептене в секунда). Нека се върнем към нашата люлка: ако детето премине само половината от цялата дължина на люлеенето за 1 секунда, неговата честота ще бъде 0,5 Hz.

Как е честотата, свързана с явлението резонанс?

Вече установихме, че честотата характеризира броя на колебанията на обекта за една секунда. Представете си, че едно слабо люлеещо се дете, възрастен човек помага да се люлее, отново и отново, бутайки люлка. В този случай тези удари също имат своя собствена честота, което ще увеличи или намали амплитудата на люлеене на системата "люлка-дете".

Да предположим, че един възрастен избутва люлка в момент, когато се движи към него, в който случай честотата няма да увеличи амплитудата на движението висящи люлки. Това означава, че външната сила (в този случай треперенето) няма да допринесе за усилването на трептенията на системата.

Ако честотата, с която един възрастен разклаща дете е цифрово равна на самата честота на люлеенето, може да се появи резонанс. С други думи, пример за резонанс е съвпадението на честотата на самата система с честотата на принудителните трептения. Логично е да си представим, че честотата принудителни колебания и резонанс са взаимосвързани.

Къде виждате пример за резонанс?

Важно е да се разбере, че примерите са прояви на резонанс, открити в почти всички области на физиката, от звуковите вълни и завършва с електричество. Значението на резонанса е, че когато честотата на движещата сила е равна на естествената честота на системата, тогава в този момент амплитуда на колебание достига най-високата стойност.

Следният пример за резонанс ще даде представа за същността. Да предположим, че ходите по тънка дъска, хвърлена през реката. Когато честотата на стъпките ви съвпада с честотата или периода на цялата система (човешка дъска), тогава дъската започва да се колебае силно (наведе надолу и нагоре). Ако продължите да се движите в същите стъпки, резонансът ще предизвика силна амплитуда на флуктуация на борда, което е извън допустимата стойност на системата и това в крайна сметка ще доведе до неизбежно счупване на моста.

Има и такива области на физиката, където е възможно да се използва такъв феномен като полезен резонанс. Примерите могат да ви изненадат, защото обикновено го използваме интуитивно, без дори да се досещате за научната страна на въпроса. Така например, използваме резонанс, когато се опитаме да извадим колата от ямата. Не забравяйте, че е най-лесно да постигнете резултата само когато бутате колата в момента на нейното движение напред. Този пример на резонанс увеличава амплитудата на движението, като по този начин помага да се издърпа машината.

Примери за вредни резонанси

Трудно е да кажем какъв резонанс в живота ни е повече: добър или насрещен. Има много ужасяващи последствия от явлението резонанс. Ето най-известните събития, на които може да се наблюдава пример за резонанс.

1. Във Франция, в град Анжера, през 1750 г. един отряд войници ходи в краката през верижния мост. Когато честотата на стъпките им съвпадна с честотата свободни трептения на моста, амплитудата на трептенията (амплитуда) се увеличи рязко. Имаше резонанс и веригите се счупиха и мостът се свлече в реката.
2. Имаше случаи, когато в селата къщата беше унищожена заради камион, минаващ по главния път.

Както можете да видите, резонансът може да има много опасни последици, поради което инженерите трябва внимателно да проучат свойствата на строителните обекти и да изчислят правилно своите вибрационни честоти.

Полезен резонанс

Резонансът не се ограничава само до катастрофални последици. С внимателно проучване на околния свят, можете да наблюдавате много добри и печеливши резултати за един човек. Ето един жив пример за резонанс, който прави хората да се наслаждават на естетичното удоволствие.

Устройството на много музикални инструменти работи на принципа на резонанса. Вземете цигулка: тялото и низът образуват една осцилаторна система, в която има щифт. Чрез него се предават честотите на трептенията от горната палуба до долната. Когато лютнята кара лък по низ, последният, като стрела, печели своето сила на еластичност триене на повърхността на колофон и лети в противоположна посока (започва да се движи в обратна посока). Има резонанс, който се предава на делото. И вътре в него има специални дупки - ефс, през който резонансът се извежда навън. Така се контролират в много струнни инструменти (китара, арфа, виолончело и т.н.).