§ 26 IMPACTUL REZONANȚEI ȘI COMBATEREA ACESTORA
Dacă sistemul oscilator este sub acțiunea unei forțe periodice externe, atunci poate rezona și creșterea bruscă a amplitudinii oscilațiilor asociate cu ea.
Orice corp elastic, fie că este vorba de un pod, de o mașină, de arborele său, de corpul navei, este un sistem oscilator și se caracterizează prin propriile frecvențe de oscilație. Atunci când motoarele sunt în funcțiune, există adesea forțe periodice asociate cu mișcarea părților motorului (cum ar fi pistoanele) sau cu alinierea insuficient de precisă a părților lor rotative (de exemplu, arborii). Dacă frecvența acestor forțe periodice coincide cu frecvența oscilațiilor libere ale sistemului, atunci are loc rezonanța. Amplitudinea oscilațiilor poate crește atât de mult încât este posibilă o defalcare a mașinilor, deși stresul din material nu depășește rezistența maximă la sarcini statice. Faptul este că fierul, oțelul și alte materiale cu încărcături variabile își pierd puterea cu timpul, după care se prăbușește brusc.
În toate aceste cazuri, se iau măsuri speciale pentru a preveni apariția unei rezonanțe sau pentru a-și slăbi efectul. Pentru a face acest lucru, măriți frecarea în sistem sau atingeți faptul că frecvențele naturale ale oscilațiilor nu coincid cu frecvența forței exterioare. Există cazuri când a fost necesar să se reconstruiască liniile maritime pentru a reduce vibrațiile.
La trecerea podului, unităților militare le este interzis să țină pasul. Pasul de trecere duce la efecte periodice pe pod. Dacă, din întâmplare, frecvența acestei acțiuni coincide cu frecvența naturală a oscilațiilor punții, atunci se poate să se prăbușească.
Am citat exemplele efectelor dăunătoare ale rezonanței. Dar sunt și ele utile.
Vom cunoaște în viitor aplicații importante de rezonanță.
1. Două penduluri sunt bile de aceeași rază, suspendate pe filamente de lungime egală. Masele bilelor sunt diferite. Oscilațiile din care din pendul vor înceta mai repede: ușoare sau grele!
2. Ați văzut vreodată fenomenul de rezonanță acasă sau pe stradă?
3. Pentru a menține ușa deschisă în holul de metrou (ușa se deschide în ambele direcții și revine la echilibrul de primăvară) ar trebui să fie aplicată forța de mânerul ușii 50 N. Pot să deschid ușa, atașați forța de mânerul 0.005 N! (Frecarea în balamalele ușilor este neglijată.)
4. În ce condiții proprietățile rezonante ale sistemului oscilator se manifestă în mod clar?
* * *
Deci, ne-am familiarizat cu oscilații mecanice. Să ne acordăm atenție unei caracteristici comune tuturor oscilațiilor care le distinge de alte tipuri de mișcări mecanice.
De regulă, atunci când se analizează mișcarea mecanică a corpului (de exemplu, o navă sau planeta mișcări sub influența forței de gravitație) este necesară determinarea poziției corpului și viteza sa în orice moment. Cu toate acestea, atunci când studiază procesele oscilatorii periodice de interes particular sunt simptome comune care caracterizează repetabilitate în mișcarea și nu poziția și viteza corpului oscilant în orice moment. Este important să cunoaștem amplitudinea, perioada și faza oscilațiilor. adică, cantitățile care caracterizează procesul în ansamblu. Pentru oscilațiile forțate, este necesar să se cunoască raportul dintre frecvența forței motrice w și frecvența oscilațiilor libere. Acesta determină amplitudinea și faza oscilațiilor.
Dacă aveți corecții sau sugestii pentru această lecție, scrieți-ne.
Dacă doriți să vedeți alte ajustări și dorințe pentru lecții, consultați aici - Forumul educațional.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: