Rezonancija je ono što jestMnogi su iz kurikuluma u školi i institutu naučili definiciju rezonancije, kao postupno ili naglo pojavljivanje. povećanje amplitude oscilacija određenog tijela kada se vanjska sila primjenjuje na njega s određenim frekvencija. Međutim, malo tko može odgovoriti na praktične primjere što je rezonancija.

Sadržaj

  • 1 Fizička definicija i vezanje za objekte
  • 2 Primjer udžbenika
  • 3 Primjeri koji ponavljaju mnoge
  • 4 Primjer djelovanja konstantne sile
  • 5 Kontrolirana aplikacija

Fizička definicija i vezanje za objekte

Rezonanca, po definiciji, može se shvatiti kao prilično jednostavan proces:

  • postoji tijelo koje miruje ili oscilira s određenom frekvencijom i amplitudom;
  • vanjska sila djeluje na nju vlastitom frekvencijom;
  • u slučaju kada se frekvencija vanjskog djelovanja podudara s prirodnom frekvencijom dotičnog tijela, dolazi do postepenog ili oštrog povećanja amplitude oscilacija.

Međutim, u praksi se taj fenomen smatra mnogo složenijim sustavom. Osobito, tijelo ne može biti predstavljeno kao jedan objekt, već kao složena struktura. Rezonanca nastaje kada se frekvencija vanjske sile podudara s takozvanom ukupnom efektivnom oscilatornom frekvencijom sustava.

Rezonancija, ako se promatra sa stajališta fizičke definicije, nužno mora dovesti do uništenja objekta. Međutim, u praksi postoji pojam faktora kvalitete oscilatornog sustava. Ovisno o njegovoj vrijednosti, rezonanca može dovesti do različitih učinaka:

  • s niskim Q-čimbenikom, sustav ne može u velikoj mjeri održati dolazne oscilacije. Stoga se postupno povećava amplituda prirodnih oscilacija do razine kada otpornost materijala ili spojeva ne dovodi do stabilnog stanja;
  • visoka, bliska jedinstvu, kvaliteta je najopasnije okruženje u kojem rezonancija često dovodi do nepovratnih posljedica. Među njima može biti i mehaničko uništavanje objekata, i oslobađanje velike količine topline na razinama koje mogu dovesti do požara.

Također, rezonancija se javlja ne samo pod djelovanjem vanjske oscilatorne prirode. Stupanj i priroda reakcije sustava u velikoj mjeri odgovorni su za posljedice djelovanja sila usmjerenih izvana. Stoga se rezonancija može pojaviti u različitim slučajevima.

Primjer udžbenika

Primjer christomatichnyNajčešći primjer koji opisuje fenomen rezonancije je slučaj kada je društvo vojnika hodalo preko mosta i spuštalo ga. Sa fizičke točke gledišta, ovaj fenomen nije ništa natprirodno. Držeći korak, vojnici uzrokovala fluktuacijekoja se podudara s vlastitom efektivnom frekvencijom vibracija sustava mosta.

Mnogi su se nasmijali ovom primjeru, smatrajući fenomen samo teoretski mogućim. Ali postignuća tehničkog napretka dokazala su teoriju.

U mreži postoji pravi videozapis o ponašanju pješačkog mosta u New Yorku, koji se neprestano ljulja i gotovo se srušio. Autor stvaranja, koji vlastitom mehanikom potvrđuje teoriju, kada rezonancija proizlazi iz kretanja ljudi, čak kaotičan - francuski arhitekt, autor visećeg mosta Viaduc Millau, zgrade s najvećom potporom u stupcima.

Inženjer je morao potrošiti mnogo vremena i novca smanjiti kvalitetu sustava pješački most na prihvatljivoj razini i kako bi se osiguralo da nema značajnih fluktuacija. Primjer rada na ovom projektu ilustrira kako se efekti rezonancije mogu suzbiti u niskim Q sustavima.

Primjeri koji ponavljaju mnoge

Drugi primjer koji čak sudjeluje u anegdotama je podjela posuđa zvučnim vibracijama, satovima violine, pa čak i pjevanjem. Za razliku od vojnika, ovaj je primjerak više puta promatran, pa čak i posebno provjeren. Doista, rezonancija koja nastaje zbog podudaranja frekvencija dovodi do cijepanja ploča, čaša, šalica i drugih jela.

Ovo je primjer razvoja procesa u sustavu visoke kvalitete. Materijali od kojih su napravljeni posuđe dovoljno elastični mediju kojima se oscilacije šire s malim prigušenjima. Kvaliteta takvih sustava je vrlo visoka, i iako je preklapanje frekvencija vrlo usko, rezonancija dovodi do snažnog povećanja amplitude, što rezultira uništenjem materijala.

Primjer djelovanja konstantne sile

Rezonancija fizičke čvrstoćeDrugi primjer u kojem se manifestirala destruktivna akcija je srušeni suspenzijski most Takomsky. Ovaj slučaj i videozapis valovitog ljuljanja strukture čak se preporuča za promatranje na fakultetima fizike sveučilišta, kao najstručniji primjer takve rezonantne pojave.

Razaranje visećeg mosta pod djelovanjem vjetra ilustrira kako relativno konstantna sila uzrokuje rezonanciju. Dogodi se sljedeće:

  • nalet vjetra odbija dio strukture - vanjska sila doprinosi nastanku vibracija;
  • za vrijeme obrnutog kretanja konstrukcije, otpor zraka nije dovoljan za prigušenje oscilacija ili smanjenje njegove amplitude;
  • zbog elastičnosti sustava počinje novo kretanje koje jača vjetar, nastavljajući puhati u jednom smjeru.

Ovo je primjer ponašanja složenog objekta, gdje se rezonanca razvija u pozadini visoke kvalitete i znatne elastičnosti, pod utjecajem konstantne sile u jednom smjeru. Nažalost, Takomsky most nije jedini primjer strukturnog kolapsa. Primjeri su uočeni i primjećuju se u cijelom svijetu, uključujući i Rusiju.

Kontrolirana aplikacija

Kako se primjenjuje i kontroliraRezonanca se može primijeniti u kontroliranim, dobro definiranim uvjetima. Među mnogim primjerima možete se lako prisjetiti radio antene, koju su čak razvili amateri. Ovdje se primjenjuje princip rezonance u apsorpciji energije. elektromagnetski val. Svaki sustav je dizajniran za odvojeni frekvencijski pojas u kojem je on najučinkovitiji.

MRI sustavi koriste drugačiju vrstu fenomena - različitu apsorpciju vibracija od strane stanica i struktura ljudskog tijela. Proces nuklearne magnetske rezonancije koristi zračenje različitih frekvencija. Rezonanca koja se javlja u tkivima dovodi do lakog prepoznavanja specifičnih struktura. Promjenom frekvencije možete istražiti ova ili druga područja, riješiti različite probleme.