Najbolji primjer rezonancije, objašnjavajući njegovu suštinu

Prije upoznavanja s pojavama rezonancije potrebno je proučiti fizičke pojmove povezane s njom. Nema toliko, pa se sjetite i razumijete njihovo značenje neće biti teško. Dakle, o svemu u redu.

Koja je amplituda i učestalost gibanja?

Zamislite običan dvorište, gdje dijete sjedi na ljuljački i mašu noge za ljuljanje. U vrijeme kad uspije ljuljanje i doći uniformno kretanje s jedne strane na drugu, možete izračunati amplitudu i učestalost gibanja.

Amplituda je najveća duljina odstupanja od mjesta gdje je tijelo bilo u ravnotežnom položaju. Ako uzmemo naš primjer ljuljačke, tada se amplituda može smatrati najvišom točkom na koju se dijete okreće.

Frekvencija je broj oscilacija ili vibracijskih pokreta po jedinici vremena. Mjeri se frekvencija u Hertz (1 Hz = 1 oscilacija u sekundi). Vratimo se našem jeku: ako dijete prođe samo jednu polovicu cjelokupne duljine ljuljanja za 1 sekundu, njegova će frekvencija biti 0,5 Hz.

Kako je frekvencija povezana sa fenomenom rezonancije?

Već smo saznali da frekvencija karakterizira broj oscilacija objekta u jednoj sekundi. Zamislite sada da slabo ljuljanje dijete, odraslo čovječe, pomaže u zamahu, iznova i iznova gurajući jeku. U tom slučaju, takvi šokovi imaju i svoju frekvenciju, što će povećati ili smanjiti amplitudu ljuljačke sustava "ljuljačko-dijete".

Pretpostavimo da odrasla osoba gura ljuljački u trenutku kada se kreću prema njemu, u kojem slučaju frekvencija neće povećati amplitudu pokreta visi ljuljačke. To jest, vanjska sila (u ovom slučaju, podrhtavanje) neće doprinijeti pojačanju oscilacije sustava.

Ako je frekvencija kojom odrasla osoba trese djeteta numerički jednaka samoj frekvenciji ljulja, može doći do rezonancije. Drugim riječima, primjer rezonancije je slučajnost frekvencije samog sustava s frekvencijom prisilnih oscilacija. Logično je zamisliti učestalost prisilne oscilacije i rezonancija su međusobno povezani.

Gdje možete vidjeti primjer rezonancije?

Važno je shvatiti da se primjeri manifestacije rezonancije susreću praktično u svim područjima fizike, od zvučnih valova do struje. Značenje rezonancije je da kada je frekvencija pokretačke snage jednaka prirodnoj frekvenciji sustava, onda u tom trenutku amplituda oscilacije doseže najveću vrijednost.

Sljedeći primjer rezonancije daje uvid u bit. Pretpostavimo da hodate na tanku ploču, bačenu preko rijeke. Kada se učestalost vaših koraka podudara s učestalošću ili razdobljem cijelog sustava (ljudska ploča), tada ploča počinje snažno oscilirati (savijati prema gore i prema gore). Ako se nastavite kretati u istim koracima, rezonancija će uzrokovati snažnu amplitudu fluktuacije ploče koja je izvan dopuštene vrijednosti sustava i to će na kraju dovesti do neizbježnog lomljenja mosta.

Tu su i ona područja fizike gdje je takav fenomen moguće koristiti kao korisnu rezonancu. Primjeri vas mogu iznenaditi, jer obično to intuitivno koristimo, a da niste ni pogađali znanstvene strane pitanja. Tako, na primjer, koristimo rezonanciju kada pokušavamo izvući automobil iz jame. Zapamtite, najlakše je postići rezultat samo kad gurate automobil u trenutku njegova kretanja naprijed. Ovaj primjer rezonancije povećava amplitudu gibanja, čime se pomaže da se iz stroja izvadi.

Primjeri štetne rezonancije

Teško je reći što je rezonancija u našem životu više: dobro nas ili naškoditi nama. Postoji mnogo užasnih posljedica pojave rezonancije. Ovdje su najpoznatiji događaji na kojima se može primijetiti primjer rezonancije.

1. U Francuskoj, u gradu Angera, 1750. godine vojska je otišla u nogu preko lančanog mosta. Kada se učestalost njihovih koraka podudara s frekvencijom bez oscilacija most, amplituda oscilacija (amplituda) oštro je porasla. Došlo je do rezonancije, a lanci su se prekinuli, a most se urušio u rijeku.
2. Bilo je slučajeva kada je u selu kuća bila uništena zbog kamiona koji je prolazio duž glavne ceste.

Kao što možete vidjeti, rezonanca može imati vrlo opasne posljedice, što je razlog zašto inženjeri pažljivo treba proučiti svojstva građevinskih projekata i točno izračunati njihovu učestalost.

Korisna rezonancija

Rezonancija nije ograničena samo na katastrofalne posljedice. Pažljivo proučavanjem okolnog svijeta možete promatrati puno dobrih i profitabilnih rezultata za osobu. Ovdje je jedan živopisan primjer rezonancije, što ljudima pruža estetski užitak.

Uređaj mnogih glazbenih instrumenata radi na principu rezonancije. Uzmite violinu: tijelo i niz formiraju jedan oscilatorni sustav, unutar kojeg se nalazi pin. Preko toga se prenose frekvencije oscilacija s gornje palube prema donjem. Kada se lijerijev vrati uzduž trake, potonji, poput strelice, osvaja svoj snaga elastičnosti trenja površine kolofonije i leti u suprotnom smjeru (kreće se u suprotnom smjeru). Postoji rezonancija koja se prenosi na slučaj. I unutar njega postoje posebne rupe - efs, kroz koji se rezonija izvodi vani. Tako se kontrolira u mnogim instrumentima (gitara, harfu, violončelo itd.).