1. clarifice care energia transformări au loc în oscilațiile arcului pendulului (vezi. Fig. 80). La creșterile sale de tensiune de primăvară și energia potențială la tensiune maximă este stabilită = Ep.
Atunci când se deplasează marfa în poziția sa de echilibru energia potențială a arcului este redus, iar energia cinetică a greutății este crescută. În starea de echilibru a energiei cinetice Ek = sarcina maximă. și energia potențială a arcului este zero.
La comprimarea arcului crește potențialul de energie și energia cinetică a greutății este redusă. La comprimarea maximă a energiei potențiale de primăvară este maximă, iar energia cinetică a greutății este egală cu zero.
Dacă vom neglija forța de frecare, atunci în orice moment, suma de energie potențială și cinetică rămâne constantă
În prezența energiei forței de frecare cheltuit pentru a efectua munca împotriva acestei forțe, scade amplitudinea oscilațiilor și oscilațiile sunt amortizată.
Astfel, oscilațiile libere ale pendulului, care apar ca urmare a rezervei de energie inițială amortizată întotdeauna.
2. Se pune întrebarea, ce să facă pentru a oscilațiilor nu a opri trecerea timpului. Evident, pentru oscilații neamortizate necesare pentru a compensa pierderile de energie. Acest lucru se poate face în diferite moduri. Luați în considerare una dintre ele.
Știți foarte bine că oscilațiile de leagăn nu va dispărea, dacă acestea sunt în mod constant împingându, t. E. Pentru a acționa asupra lor cu o anumită forță. În acest caz, oscilațiile de swing nu mai sunt libere, ele vor avea loc sub influența unei forțe externe. Activitatea acestei forțe externe compensează doar pierderile de energie cauzate de frecare.
Să ne aflăm ce ar trebui să fie forța externă? Să presupunem că amploarea și direcția forțelor sunt constante. Evident, în acest caz, vibrațiile încetează, deoarece corpul după trecerea în poziția de echilibru, nu se va întoarce la el. În consecință, amploarea și direcția unei forțe externe trebuie schimbate periodic.
Vibratii fortate numite oscilațiile care apar sub acțiunea forței externe care variază periodic.
Vibratii fortate, spre deosebire de liber, poate apărea cu orice frecvență. Frecvența egală cu frecvența vibrațiilor forțate se schimbă forță care acționează asupra unui corp, aici numit sduchae de conducere.
3. Experiența Do. Suspendarea coarda, rack fix, mai multe pendule de lungimi diferite (fig. 82). Respingerea unui pendul din poziția sa de echilibru si da-l la tine. Acesta va efectua oscilații libere, care acționează cu o forță periodică pe coarda. Rope la rândul său, va afecta restul pendulele. Ca urmare, toate pendulele vor efectua vibratii fortata cu o frecventa de oscilație a pendulului A.
Vom vedea că toate pendulele vor oscila cu o frecvență egală cu frecvența A. Cu toate acestea, oscilația pendulului a amplitudinii de oscilație, dar pendulul C este mai mică decât amplitudinea de oscilație a pendulului A. C. pendul aceeași lungime egală cu lungimea pendulului leagăn A. să fie în mare măsură . frecvența naturală Prin urmare, cea mai mare amplitudine a vibrațiilor a pendulului coincide cu frecvența forței motrice. În acest caz, se spune că se observă rezonanță.
Fenomenul de rezonanță se numește o creștere bruscă a amplitudinii de oscilație forțată atunci când frecvența forței motrice cu frecvența naturală a sistemului oscilant (pendulul).
Rezonanța poate fi văzut la leagăn de leagăn. Acum puteți explica faptul că Swing va fi mai puternică stăpânire, în cazul în care împinge bate cu propriile lor variații. În acest caz, frecvența forței externe egală cu oscilație de frecvență leagăn. Orice apăsare împotriva mișcării swing va determina o scădere a amplitudinii lor.
4 *. Să ne aflăm ce au loc conversia energiei la rezonanță.
În cazul în care frecvența forța motrice este diferită de frecvența naturală a oscilațiilor corpului, atunci vynuzhdayuschayaya forță va fi îndreptată spre mișcarea corpului, apoi împotriva ei. Prin urmare, activitatea acestei forțe va fi negativ și pozitiv. În general, lucrarea este forța motrice în etomsluchae schimbă ușor energia sistemului.
Să presupunem acum că frecvența forței externe este egală cu frecvența naturală de oscilație a corpului. În acest caz, direcția forței motrice coincide cu direcția vitezei a corpului și forța tragere este compensată de o forță exterioară. Organismul variază numai prin acțiunea forțelor interne. Cu alte cuvinte, lucru mecanic negativ împotriva forței de rezistență este de lucru pozitivă a forțelor externe. Prin urmare, fluctuații apar cu amplitudinea maximă.
5. Fenomenul de rezonanță trebuie să fie luate în considerare în practică. În special, mașinile, utilajele efectua în timpul fluctuații minore. În cazul în care frecvența acestor vibrații coincide cu frecvența naturală a pieselor individuale ale mașinii, amplitudinea vibrațiilor poate fi foarte mare. Masina sau suport pe care se află, este distrusă.
Există cazuri în care din cauza rezonanță care se încadrează în afară de aeronave în aer, sa rupt în elice de nave, șine de cale ferată sa prăbușit.
Prevenirea rezonanta poate fi fie prin schimbarea propria frecvență sau de putere sistem de frecvență, provocând vibrații. În acest scop, de exemplu, soldații care trec prin pod, nu merge în sus, și un pas liber. În caz contrar, frecvența etapelor pot coincide cu frecvența naturală de oscilație a podului și se prăbușește. Acest lucru sa întâmplat în 1750 în Franța, atunci când lungimea podului 102 m, agățat pe lanțuri, a luat un detașament de soldați. Un astfel de caz a avut loc în anul 1906 în Sankt Petersburg, cu trecerea podului peste râul Egiptului Fontanka frecvența escadron de cavalerie cai clare pas a coincis cu frecvența de oscilație a podului.
se deplasează poduri de tren pentru a preveni rezonanta la un proces lent sau foarte rapid la roțile articulațiilor de cale ferată de frecvență de impact a fost semnificativ mai mic sau semnificativ mai mare decât frecvența oscilațiilor proprii ale podului.
Fenomenul de rezonanță nu este întotdeauna dăunătoare. Uneori poate fi util, deoarece vă permite să obțineți chiar și cu ajutorul unei forțe de mici o creștere mare a amplitudinii oscilațiilor.
Se bazează pe fenomenul de dispozitiv efect de rezonanță care permite măsurarea frecvenței de oscilație. Acest dispozitiv este numit un contor de frecvență. Munca lui poate fi ilustrată prin următorul experiment. In centrifugal contorul de frecvență model de mașină fix, care constă dintr-un set de plăcuțe (clape) de lungimi diferite (fig. 83). La capetele plăcilor sunt cutii de tabla, acoperite cu vopsea albă. Se poate observa că, atunci când aparatul se ocupă de viteza de rotație a plăcilor diferite vin într-un leagăn. Ei încep să oscileze placa, a căror frecvență naturală este egală cu frecvența de rotație.
Testați-vă cunoștințele
1. Ce determină amplitudinea oscilațiilor libere ale unui pendul de primăvară?
2. Dacă pentru a menține o amplitudine constantă a oscilațiilor unui pendul cu forțele de frecare?
3. Ce transformări energetice au loc în timpul vibrației unui pendul de primăvară?
4. De ce este vibratiile libere sunt amortizate?
5. Care sunt numite oscilații forțate? Oferiți exemple de oscilații forțate.
6. Ceea ce se numește o rezonanță?
7. Adu existența dăunătoare exemplelor de rezonanță. Ce ar trebui făcut pentru a evita rezonanța?
8. Un exemplu de utilizare a fenomenului de rezonanță.
1. Completați tabelul 14 scriind în ea, care forța acționează asupra sistemului oscilant, în cazul în care se face o vibrații libere sau forțate; Care este frecvența și amplitudinea acestor oscilații; acestea sunt amortizată sau nu.