Лепшы прыклад рэзанансу, які тлумачыць яго сутнасць

Перш чым прыступіць да знаёмства з з'явамі рэзанансу, варта вывучыць фізічныя тэрміны, звязаныя з ім. Іх не так шмат, таму запомніць і зразумець іх сэнс будзе нескладана. Такім чынам, пра ўсё па парадку.

Што такое амплітуда і частата руху?

Уявіце звычайны двор, дзе на арэлях сядзіць дзіця і махае ножкамі, каб разгайдацца. У момант, калі яму ўдаецца разгайдаць арэлі і яны дасягаюць раўнамернага руху з аднаго боку на другі, можна падлічыць амплітуду і частату руху.

Амплітуда - гэта найбольшая даўжыня адхіленні ад кропкі, дзе цела знаходзілася ў становішчы раўнавагі. Калі браць наш прыклад арэляў, то амплітудай можна лічыць найвышэйшую кропку, да якой разгайдаўся дзіця.

А частата - гэта колькасць ваганняў або вагальных рухаў ў адзінку часу. Вымяраецца частата ў Герцэна (1 Гц = 1 ваганне ў секунду). Вернемся да нашых арэляў: калі дзіця праходзіць за 1 секунду толькі палову ўсёй даўжыні Качанаў, то яго частата будзе роўная 0,5 Гц.

Як частата звязана са з'явай рэзанансу?

Мы ўжо высветлілі, што частата характарызуе лік ваганняў прадмета ў адну секунду. Уявіце цяпер, што слаба малое дзіця дарослы чалавек дапамагае разгайдацца, раз за разам падштурхоўваючы арэлі. Пры гэтым дадзеныя штуршкі таксама маюць сваю частату, якая будзе ўзмацняць альбо памяншаць амплітуду Качанаў сістэмы "арэлі-дзіця".

Дапусцім, дарослы штурхае арэлі ў той час, калі яны рухаюцца насустрач да яго, у такім выпадку частата не будзе павялічваць амлитуду руху падвесных арэляў. Гэта значыць іншая сіла (у дадзеным выпадку штуршкі) не будзе спрыяць ўзмацнення ваганні сістэмы.

У выпадку, калі частата, з якой дарослы разгойдвае дзіцяці, будзе колькасна роўная самой частаце ваганні арэляў, можа ўзнікнуць являение рэзанансу. Іншымі словамі, прыклад рэзанансу - гэта супадзенне частоты самой сістэмы з частатой вымушаных ваганняў. Лагічна ўявіць, што частата вымушаных ваганняў і рэзананс ўзаемазвязаны.

Дзе можна назіраць прыклад рэзанансу?

Важна разумець, што прыклады праявы рэзанансу сустракаюцца практычна ва ўсіх сферах фізікі, пачынаючы ад гукавых хваль і заканчваючы электрычнасцю. Сэнс рэзанансу заключаецца ў тым, што калі частата якая змушае сілы роўная уласнай частаце сістэмы, то ў гэты момант амплітуда ваганняў дасягае найвышэйшага значэння.

Наступны прыклад рэзанансу дасць разуменне сутнасці. Дапусцім, вы крочыце па тонкай дошцы, перакінутай цераз рэчку. Калі частата вашых крокаў супадзе з частатой або перыядам ўсёй сістэмы (дошка-чалавек), то дошка пачынае моцна вагацца (хіліцца ўніз і ўверх). Калі вы працягнеце рухацца такімі ж крокамі, то рэзананс выкліча моцную амплітуду ваганні дошкі, якая выходзіць за межы дапушчальнага значэння сістэмы і гэта ў канчатковым рахунку прывядзе да немінучай паломцы мастка.

Існуюць таксама тыя сферы фізікі, дзе можна выкарыстоўваць такая з'ява, як карысны рэзананс. Прыклады могуць здзівіць вас, бо звычайна мы выкарыстоўваем яго інтуітыўна, нават не здагадваючыся аб навуковай баку пытання. Так, напрыклад, мы выкарыстоўваем рэзананс, калі спрабуем выцягнуць машыну з ямы. Узгадайце, бо лягчэй за ўсё дасягнуць вынік толькі тады, калі штурхаеш машыну ў момант яе руху наперад. Гэты прыклад рэзанансу ўзмацняе амплітуду руху, тым самым дапамагаючы выцягнуць машыну.

Прыклады шкоднага рэзанансу

Складана сказаць, які рэзананс у нашым жыцці сустракаецца больш: добры ці ж які наносіць нам шкоду. Гісторыі вядома немалая колькасць жахлівых наступстваў з'явы рэзанансу. Вось самыя вядомыя падзеі, на якіх можна назіраць прыклад рэзанансу.

1. У Францыі, у горадзе Анжэры, ў 1750 годзе атрад салдат ішоў у нагу праз ланцуговай мост. Калі частата іх крокаў супала з частатой свабодных ваганняў моста, размаху ваганняў (амплітуда) рэзка павялічыліся. Наступіў рэзананс, і ланцугі абарваліся, а мост абрынуўся ў раку.
2. Бывалі выпадкі, калі ў вёсках дом быў разбураны з-за праязджае па галоўнай дарозе грузавога аўтамабіля.

Як бачыце, рэзананс можа мець вельмі небяспечныя наступствы, вось чаму інжынерам варта старанна вывучаць ўласцівасці будаўнічых аб'ектаў і правільна вылічаць іх частоты ваганняў.

карысны рэзананс

Рэзананс не абмяжоўваецца толькі жаласнымі наступствамі. Пры ўважлівым вывучэнні навакольнага свету можна назіраць мноства добрых і выгадных для чалавека вынікаў рэзанансу. Вось адзін яркі прыклад рэзанансу, позвляющий атрымліваць людзям эстэтычнае задавальненне.

Устройста многіх музычных інструментаў працуе па прынцыпе рэзанансу. Возьмем скрыпку: корпус і струна ўтвараюць адзіную вагальны сістэму, усярэдзіне якой маецца штыфт. Менавіта праз яго перадаюцца частоты ваганняў з верхняй дэкі ў ніжнюю. Калі лютьер водзіць смычком па струне, то апошняя, падобна страле, перамагае сваёй сілай пругкасці трэнне каніфольна паверхні і ляціць у зваротны бок (пачынае рух у процілеглы вобласць). Узнікае рэзананс, які перадаецца ў корпус. А ўнутры яго ёсць спецыяльныя адтуліны - эфы, скрозь якія рэзананс выводзіцца вонкі. Менавіта такім чынам ён кантралюецца ў многіх струнных інструментах (гітара, арфа, віяланчэль і інш).