Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 15. Примеры резонансных явлений.

E-mail Печать PDF
Резонанс играет очень большую роль в самых разнообразных явлениях,

Рис. 27. Резонансные кривые при малом затухании (1) и при большом затухании (2)
причем в одних — полезную, в других — вредную. Приведем несколько примеров, относящихся к механическим колебаниям.

Идя по доске, перекинутой через ров, можно попасть шагами в резонанс с собственным периодом системы (доски с человеком на ней), и доска начинает тогда сильно колебаться (изгибаться вверх и вниз). То же самое может случиться и с мостом, по которому проходит войсковая часть или проезжает поезд (периодическая сила обусловливается ударами ног или ударами колес на стыках рельсов). Так, например, в 1906 г. в Петербурге обрушился так называемый Египетский мост через реку Фонтанку. Это произошло при переходе через мост кавалерийского эскадрона, причем четкий шаг лошадей, отлично обученных церемониальному маршу, попал в резонанс с периодом моста. Для предотвращения таких случаев войсковым частям при переходе через мосты приказывают обычно идти не «в ногу», а вольным шагом. Поезда же большей частью переезжают мосты на медленном ходу, чтобы период ударов колес о стыки рельсов был значительно больше периода свободных колебаний моста. Иногда применяют обратный способ «расстройки» периодов: поезда проносятся через мосты на максимальной скорости.

Случается, что период ударов колес на стыках рельсов совпадает с периодом колебаний вагона на рессорах, и вагон тогда очень сильно раскачивается. Корабль также имеет свой период качаний на воде. Если морские волны попадают в резонанс с периодом корабля, то качка становится особенно сильной. Капитан меняет тогда скорость корабля или его курс. В результате период волн, набегающих на корабль, изменяется (вследствие изменения относительной скорости корабля и волн) и уходит от резонанса.

Неуравновешенность машин и двигателей (недостаточная центровка, прогиб вала) является причиной того, что при работе этих машин возникает периодическая сила, действующая на опору машины — фундамент, корпус корабля и т. п. Период, силы может совпасть при этом с периодом свободных колебаний опоры или, например, с периодом колебаний изгиба самого вращающегося вала или с периодом крутильных колебаний этого вала. Получается резонанс, и вынужденные колебания могут быть настолько сильны, что разрушают фундамент, ломают валы и т. д. Во всех таких случаях принимаются специальные меры, чтобы избежать резонанса или ослабить его действие (расстройка периодов, увеличение затухания — демпфирование и др.). Очевидно, для того чтобы с помощью наименьшей периодической силы получить определенный размах вынужденных колебаний, нужно действовать в резонанс. Тяжелый язык большого колокола может раскачать даже ребенок, если он будет натягивать веревку с периодом свободных колебаний языка. Но самый сильный человек не раскачает язык, дергая веревку не в резонанс.

На явлении резонанса основано действие прибора, предназначенного для определения частоты переменного тока, сила которого изменяется по гармоническому закону (см. том II, § 153). Такие приборы, носящие название язычковых частотомеров, обычно применяются для контроля постоянства частоты в электрической сети. Внешний вид прибора изображен на рис. 28, а. Он состоит из набора упругих

Рис. 28. Язычковый частотомер: а) внешний вид; б) схема устройства
пластинок с грузиками на концах (язычков), причем массы грузиков и жесткости пластинок подобраны так, что частоты соседних язычков отличаются на одно и то же число герц. У частотомера, изображенного на рис. 28, а, частоты язычков идут через каждые 0,5 Гц. Эти частоты написаны на шкале против язычков.

Устройство частотомера схематически показано на рис. 28, б. Исследуемый ток пропускается через обмотку электромагнита. Колебания якоря передаются планке, с которой связаны основания всех язычков и которая укреплена на гибких пластинках. Таким образом, на каждый язычок действует гармоническая сила, частота которой равна частоте тока. Язычок, попавший в резонанс с этой силой, колеблется с большей амплитудой и показывает на шкале свою частоту, т. е. частоту тока.

В дальнейшем мы еще не раз встретимся с явлением резонанса, когда будем изучать звуковые и электрические колебания. Именно эти колебания дадут нам особенно яркие примеры полезного применения резонанса.

Комментарии  

 
-2 #12 Мадина 14.10.2016 13:16
Спосибо очень помогло )))
Цитировать
 
 
-3 #11 Эдуард 25.04.2015 17:20
А есть ли возможность использовать механический резонанс для получения энергии, например для получения тяги
Цитировать
 
 
-3 #10 03.03.2013 21:30
Поняла что такое резонанс, спасибо) но так и не поняла почему так приходит!
Цитировать
 
 
-3 #9 26.12.2012 16:23
спасибо помогло
Цитировать
 
 
+1 #8 23.12.2012 12:48
спасибки очень помогли мне 5 по физики поставили!))))*
Цитировать
 
 
-1 #7 01.05.2012 04:39
Спасибо)
Цитировать
 
 
0 #6 19.04.2012 17:29
Спасибо помогло очень получил 5 по физике
Цитировать
 
 
-4 #5 07.09.2011 19:33
люди назовите примеры магнитных явлений
Цитировать
 
 
0 #4 20.05.2011 12:56
отличные примеры резонанса)спаси бо))
Цитировать
 
 
+2 #3 27.02.2011 08:00
спасибо огромное=) статья очень полезная
Цитировать
 
 
0 #2 08.02.2011 11:21
Sps bolwoe
Цитировать
 
 
+12 #1 14.01.2011 17:44
Этот текст очень помог,спасибо большое!!!!))
Цитировать
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: