Luând în considerare oscilația pendulului, am constatat că cele două tipuri de oscilație: 1) oscilații naturale a căror frecvență este determinată de proprietățile corpului oscilant, și 2) de vibrații forțate. a cărui frecvență este egală cu frecvența modificărilor forței externe, care acționează asupra corpului,
Cazul în care frecvența oscilațiilor naturale ale corpului coincide cu frecvența oscilațiilor forțate este deosebit de importantă. Să o considerăm prin experiență.
Figura arată o instalație care face posibilă observarea oscilațiilor forțate. Pendulii A și B sunt suspendați de întinderea frânghiei. Lungimea pendulului A poate fi schimbată trăgând capătul liber al firului pe care acesta se blochează trăgând brațul.
Și când pendulul este în poziția indicată în figura numărul I, l-am da în oscilație. Menționăm că pendulul va veni să se balanseze. Noi acum schimba lungimea pendulului A și să observe pendulului B. Notând la diferite lungimi ale pendulului și a pendulului în amplitudine poate fi detectată că o schimbare a lungimii pendulului A modificarea valorii amplitudinii B. Cea mai mare pendul oscilație amplitudinea oscilației pendulului B ajunge atunci când lungimea ambelor pendule vor fi aceleași.
Acest fenomen este o explicație foarte simplă. Este bine cunoscut faptul că în timpul legănatul unui corp suspendat de un cablu (de exemplu, leagăn) trebuie să-l împingă din exterior, deși cu o forță mică, dar care acționează asupra corpului în ritm cu propriile sale vibrații. Orice impuls este inconsistente (în amonte) va determina o scădere a amplitudinii.
Același fenomen apare în experiența noastră cu pendulumurile. Prin variația lungimii pendulului A, se schimbă, astfel, frecvența se schimbă o forță îndemnând care acționează asupra pendulului B. Motivul oscilațiilor de conducere ale pendulului B sunt oscilații periodice la o frecvență de întindere pendul A. mai aproape rata de schimbare a forței de antrenare adecvate pentru frecvența naturală a oscilației pendulului B mai mare numărul de impulsuri va crește puterea pendulului B. forțată amplitudinea oscilației pendulului B va avea cea mai mare amplitudine, atunci când propria sa frecvență va fi egală cu frecvența eneny forță motrice, în acest caz, frecvența de oscilație a pendulului A (poziția II în figură). În acest caz, vorbesc despre rezonanță.
O rezonanță este fenomenul unei creșteri accentuate a amplitudinii oscilațiilor forțate ale corpului, când frecvența modificărilor în forța motrice este egală cu frecvența vibrațiilor naturale ale corpului.
În cazul în care frecvența oscilațiilor de conducere, de ex., E. O frecvență de oscilație pendul va crește I. În plus, amplitudinea oscilațiilor forțate a pendulului B va scădea din nou, și la o frecvență foarte mare a oscilațiilor de conducere devine aproape de zero.
Figura prezintă dependența amplitudinii oscilațiilor forțate de frecvența modificărilor forței periodice de acționare. În această figură, frecvențele oscilațiilor forțate sunt reprezentate de-a lungul axei orizontale (axa abscisă) și amplitudinea oscilațiilor corpului care le corespund pe axa verticală (ordonate). Când frecvența oscilațiilor forțate (fw) devine egală cu frecvența oscilațiilor naturale ale corpului (fobstv), amplitudinea oscilațiilor atinge cea mai mare valoare. În figură, o astfel de amplitudine este reprezentată de ordonarea punctului K. Frecvența este numită frecvența de rezonanță. Dacă frecvența forței motrice care se schimbă periodic se abate de la frecvența rezonantă (la stânga sau la dreapta acesteia), amplitudinea oscilațiilor scade.
Fenomenul de rezonanță poate fi clar demonstrat în următorul experiment simplu. Vom atârna un pendul masiv A și alături de el alte câteva pendulumuri de diferite lungimi.
Se deduce pendulul A din poziția de echilibru. Oscilațiile acestui pendul vor fi transmise rack-ului, iar acesta din urmă va acționa la o frecvență egală cu frecvența pendulului A, la alte penduluri. Vom vedea că doar un pendul C, a cărui lungime este egală cu lungimea pendulului A, se leagă puternic. Acest pendul este în rezonanță cu pendulul A. Pendulurile D și E vor oscila cu o amplitudine foarte mică, iar pendulul B cel mai scurt nu va oscila deloc; frecvența sa este departe de frecvența de oscilație a pendulului A.
Valoarea rezonanței în tehnologie. Fenomenul de rezonanță trebuie luat în considerare în inginerie. Să luăm în considerare câteva exemple.
Rezonanță în tehnologie
Datorită inegalității stroke, orice mașină face fluctuații mici, a căror frecvență este egală cu numărul de rotații ale arborelui mașinii pe secundă. Dacă această frecvență coincide cu frecvența naturală a vibrațiilor elastice care poate fi efectuată de diferite părți ale mașinii sau de suportul pe care este montat mașina, atunci va exista o rezonanță. Amplitudinile acestor oscilații forțate se pot dovedi atât de mari încât se va întâmpla o catastrofă - o mașină sau un suport se prăbușesc.
Sa întâmplat că, din cauza rezonanță care se încadrează în afară de aeronave în aer și sub roți de tren șoc periodice la joncțiunile șinelor, au atacat podul de cale ferată.
Un caz de rezonanță izbitoare a avut loc în 1907, când tot tencuiala din tavan sa prăbușit în sala de ședințe a Dumei de Stat în Palatul Tauride (în St. Petersburg). Vinovatul a fost cauzat de un motor mic instalat sub tavan și folosit pentru ventilație.
Puteți da multe exemple de defecțiuni ale arborilor cotiți de mașini, elici de la nave, elici de la aeronave, care au fost cauzate de fenomenul de rezonanță. În toate aceste cazuri, trebuie să luptăm cu rezonanță.
Cu toate acestea, rezonanța joacă un rol pozitiv în inginerie. Fenomenul de rezonanță, așa cum vom vedea mai târziu, este folosit în dispozitivul multor dispozitive.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: