Какой лучший пример резонанса, объясняющий его суть

Прежде чем приступить к знакомству с явлениями резонанса, следует изучить физические термины, связанные с ним. Их не так много, поэтому запомнить и понять их смысл будет несложно. Итак, обо всем по порядку.

Что такое амплитуда и частота движения?

Представьте обычный двор, где на качелях сидит ребенок и машет ножками, чтобы раскачаться. В момент, когда ему удается раскачать качели и они достигают равномерного движения из одной стороны в другую, можно подсчитать амплитуду и частоту движения.

пример резонанса

Амплитуда - это наибольшая длина отклонения от точки, где тело находилось в положении равновесия. Если брать наш пример качелей, то амплитудой можно считать наивысшую точку, до которой раскачался ребенок.

А частота - это количество колебаний или колебательных движений в единицу времени. Измеряется частота в Герцах (1 Гц = 1 колебание в секунду). Возвратимся к нашим качелям: если ребенок проходит за 1 секунду только половину всей длины качания, то его частота будет равна 0,5 Гц.


Как частота связана с явлением резонанса?

Мы уже выяснили, что частота характеризует число колебаний предмета в одну секунду. Представьте теперь, что слабо качающемуся ребенку взрослый человек помогает раскачаться, раз за разом подталкивая качели. При этом данные толчки также имеют свою частоту, которая будет усиливать либо уменьшать амплитуду качания системы "качели-ребенок".

Допустим, взрослый толкает качели в то время, когда они движутся навстречу к нему, в таком случае частота не будет увеличивать амлитуду движения подвесных качелей. То есть сторонняя сила (в данном случае толчки) не будет способствовать усиления колебания системы.

В случае если частота, с которой взрослый раскачивает ребенка, будет численно равна самой частоте колебания качелей, может возникнуть являение резонанса. Другими словами, пример резонанса - это совпадение частоты самой системы с частотой вынужденных колебаний. Логично представить, что частота вынужденных колебаний и резонанс взаимосвязаны.


Где можно наблюдать пример резонанса?

Важно понимать, что примеры проявления резонанса встречаются практически во всех сферах физики, начиная от звуковых волн и заканчивая электричеством. Смысл резонанса заключается в том, что когда частота вынуждающей силы равна собственной частоте системы, то в этот момент амплитуда колебаний достигает наивысшего значения.

Следующий пример резонанса даст понимание сути. Допустим, вы шагаете по тонкой доске, перекинутой через речку. Когда частота ваших шагов совпадет с частотой или периодом всей системы (доска-человек), то доска начинает сильно колебаться (гнуться вниз и вверх). Если вы продолжите двигаться такими же шагами, то резонанс вызовет сильную амплитуду колебания доски, которая выходит за пределы допустимого значения системы и это в конечном счете приведет к неминуемой поломке мостика.

Существуют также те сферы физики, где можно использовать такое явление, как полезный резонанс. Примеры могут удивить вас, ведь обычно мы используем его интуитивно, даже не догадываясь о научной стороне вопроса. Так, например, мы используем резонанс, когда пытаемся вытащить машину из ямы. Вспомните, ведь легче всего достичь результат только тогда, когда толкаешь машину в момент ее движения вперед. Этот пример резонанса усиливает амплитуду движения, тем самым помогая вытащить машину.


полезный резонанс примеры

Примеры вредного резонанса

Сложно сказать, какой резонанс в нашей жизни встречается больше: хороший или же наносящий нам вред. Истории известно немалое количество ужасающих последствий явления резонанса. Вот самые известные события, на которых можно наблюдать пример резонанса.

  1. Во Франции, в городе Анжера, в 1750 году отряд солдат шел в ногу через цепной мост. Когда частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста, размахи колебаний (амплитуда) резко увеличились. Наступил резонанс, и цепи оборвались, а мост обрушился в реку.
  2. Бывали случаи, когда в деревнях дом был разрушен из-за проезжающего по главной дороге грузового автомобиля.

Как видите, резонанс может иметь весьма опасные последствия, вот почему инженерам следует тщательно изучать свойства строительных объектов и правильно вычислять их частоты колебаний.

примеры проявления резонанса

Полезный резонанс

Резонанс не ограничивается только плачевными последствиями. При внимательном изучении окружающего мира можно наблюдать множество хороших и выгодных для человека результатов резонанса. Вот один яркий пример резонанса, позвляющий получать людям эстетическое удовольствие.

примеры вредного резонанса

Устройсто многих музыкальных инструментов работает по принципу резонанса. Возьмем скрипку: корпус и струна образуют единую колебательную систему, внутри которой имеется штифт. Именно через него передаются частоты колебаний из верхней деки в нижнюю. Когда лютьер водит смычком по струне, то последняя, подобно стреле, побеждает своей силой упругости трение канифольной поверхности и летит в обратную сторону (начинает движение в противоположную область). Возникает резонанс, который передается в корпус. А внутри его есть специальные отверстия - эфы, сквозь которые резонанс выводится наружу. Именно таким образом он контролируется во многих струнных инструментах (гитара, арфа, виолончель и др).

Резонанс напряжений. Что это - резонанс в электрической цепи
Резонанс является одним из самых распространенных в природе физических явлений. Явление резонанса можно наблюдать в механических, электрических и даже тепловых системах. Без резонанса у нас не было бы радио, телевидения, музыки и даже качелей на ...
далее
Общественный резонанс: инструмент для манипуляций
В СМИ это выражение употребляется в совершенно ином, метафизическом смысле. Говоря «большой общественный резонанс», мы имеем в виду, что событие нашло отклик в сердцах и умах многих людей.
далее
Генератор свободной энергии: схема, описание
Впервые разработки генератора свободной энергии были осуществлены Николой Тесла, однако в процессе развития человечество эти научные исследования отодвинуло на второй план, хотя благодаря этим схемам можно получать огромные мощности энергии, ...
далее
Роль бытовой техники в быту
Многие люди задумываются о том, какая роль техники в быту. Следует отметить, что за последние несколько лет различные электронные приборы стали неотъемлемой частью хозяйства. Их используют не только для производства каких-либо материалов, но и в ...
далее
Инфразвуковое оружие: история создания
На эффекте, производимом сверхнизкими частотами на поведение людей, построено инфразвуковое оружие. Идея его создания не нова, она овладела умами еще в первой половине XX века, но ее реализация на практике оказалась достаточно непростой.
далее
Инфразвуковое оружие: история создания
Полезное влияние на организм и вред бинауральных ритмов
В мире есть еще очень много неопознанного и неизученного. Когда-то люди приписывали мистические свойства самым обычным для нас предметам и явлениям. Хотя многое было давно объяснено, даже сегодня существуют такие вещи - например, бинауральные ритмы. Что же это такое?
далее
Полезное влияние на организм и вред бинауральных ритмов
Какими бывают виды колебаний в физике и их краткая характеристика
Рассмотри классификацию колебаний, природу их возникновения. Подробнее остановимся на областях практического применения колебательных движений.
далее
Какими бывают виды колебаний в физике и их краткая характеристика
Физическая теория: физические явления и их взаимосвязь. Примеры физических явлений
Объективно определить природу явления и понять его суть, значит правильно принять решение. Физические явления составляют важную область познания, имеется стройная взаимосвязанная система знаний, которая позволяет понимать динамику событий, выполнять объективный анализ природных процессов и принимать взвешенные обоснованные решения.
далее
Физическая теория: физические явления и их взаимосвязь. Примеры физических явлений
Инфразвук. Влияние инфразвука на человека
Редко кто задумывается о том, сколько всего различных звуков существует в природе. Немногие знают и то, что самого звука как такового не существует, а то, что слышит человек, всего лишь преобразованные волны определенной частоты.
далее
Инфразвук. Влияние инфразвука на человека