Явление механического резонанса
Нас в жизни окружают колебания и вибрация. Одно из интересных свойств колебаний это резонанс. Резонанс — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при совпадении частоты собственных колебаний с частотой колебаний вынуждающей силы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с некоторой другой частотой.
Проявление механического резонанса во основном несёт отрицательные последствия. И по этому при конструирование и эксплуатации машин и механизмов нужно учитывать это явление. Например на определённых скоростях скребкового конвейера возникает резонанс приводящий к разрыву цепей, или рабочая частота вращающейся турбины не должна совпадать с собственной частотой турбины иначе возникнет резонанс что приведёт к разрушению. Но можно использовать резонанс на пользу. Вибро транспортировка для снижения потребляемой мощности, частоту колебаний, создаваемых вибро возбудителем. Обычно выбирают близкой к частоте собственных колебаний лотка с грузом.
Некоторые летчики-испытатели с ужасом сообщали, что при полёте их самолёт вдруг начинало сильно трясти, и через несколько минут самолёт буквально рассыпался в воздухе.
А иногда мы даже не замечаем резонанс, это может быть раскачка качели, дребезжание стекал при проезди грузовой машины или же раскачка мостов. Резонаторы имеются и в голосовом аппарате человека. Источники звука в голосовом аппарате — голосовые связки. Они приходят в колебание благодаря продуванию воздуха из лёгких и возбуждают звук, основной тон которого зависит от их натяжения.
Поразительно, какие массивные тела можно раскачивать совершено незначительными телами!
Резонанс встречается в механике, электричестве, оптике и акустике.
Электрический резонанс - Это процесс когда частота колебаний внешней сети совпадает с частотой собственных колебаний контура
Оптический резонанс - это явление взаимодействия атомов с двумя энергетическими уровнями с мощным когерентным квазимонохроматическим импульсным лазерным излучением с частотой перехода между этими уровнями
Акустический резонанс - это эффект резкого возрастания амплитуды звукового сигнала, при возбуждающего сигнала к собственной частоте.
Моя модель о механическом резонансе. Я подвесила три маятника, два из трех маятников одинаковой длинны. Если привести в колебательные движения один из одинаковых маятников, то он создаст вынужденные колебания. Вынужденные колебания предадутся по нитке которая связывает все три маятника. Но вынужденные колебание передадутся только тому маятнику который имеет одинаковою длину с первым маятником.
При этом амплитуда первого маятника уменьшиться, а амплитуда второго увеличится. Таким образом идёт перекачка энергии от одного маятника другому. Третий маятник не раскачивается так как его собственная частота колебаний не совпадает с частотой колебаний двух других маятником. Если же мы приведём в колебательные движения третий маятник и он создаст вынужденные колебания на нитку, то вынужденные колебания не передадутся ни одному
маятнику.
Моя модель послужит хорошим пособием для изучения данной темы в 8-9 классах. Надеюсь эта тема заинтересует не только меня, но и остальных ребят тоже. Ведь это интересно!
Видео модели в действии можно найти на YouTube-Петрова Анастасия «Явление механического резонанса». https://youtu. be/5spYjnWxRjU
