Физика 9 класс, §27 Резонанс

Резонанс - это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к собственной частоте колебаний колебательной системы. Явление резонанса знакомо нам с детства. Каждый из нас раскачивал качели. Обратите внимание, что сила прикладывалась в том же направлении, в котором двигались качели. Если бы та же самая сила прикладывалась хаотично – то некоторые прикладывания силы помогали бы раскачиваться, а некоторые действовали бы против движения – и усреднённые воздействия хаотично прикладываемой силы взаимно уничтожались бы. Явление резонанса возникает тогда, когда частота воздействия внешней силы совпадает с частотой колебания системы. Амплитуда установившихся вынужденных колебаний достигает своего наибольшего значения при условии, что частота «ню» вынуждающей силы равна собственной частоте «ню нулевое» колебательной системы. Физике известен классический пример – когда солдаты в Санкт-Петербурге шли, маршируя в ногу по Египетскому мосту, и вышло так, что собственная частота колебаний моста совпала с колебаниями вызванным чеканкой шага у солдат. Возник эффект резонанса, и мост, не выдержав непомерно возросших колебаний, просто разрушился. В быту вы могли видеть такой эффект у стиральной машинки. Когда бельё в барабане распределено неравномерно – возникает резонанс: машинка колеблется всё сильнее, и в конце концов начинает буквально ездить по полу. Бороться с таким эффектом очень просто: нужно выровнять высоту ножек. Имеющиеся колебания в стиральной машине гасятся также специальным тяжёлым грузом – который специально ставят в машинку на пружинах. Таким образом, во-первых, возрастает масса машинки, т.е. колебаниям сложнее её сдвинуть, а во-вторых, груз колеблется с другой частотой, нежели барабан, и их взаимные колебания гасят друг друга. А теперь полезный лайф-хак связанный с резонансом. Часто в походе нужно набрать дров для костра. Самый простой способ для этого – повалить сухую сосну. Выбираете дерево потоньше, и начинаете его раскачивать. Когда крона начнёт хотя бы немного колебаться – прикалывайте усилия совпадающие по частоте с колебаниями дерева. Меньше чем за минуту вы можете повалить очень высокое дерево, которое много лет успешно сопротивлялось порывам ветра. А всё потому, что колебания ветра не совпадали с собственными колебаниями дерева. А ваши вынужденные колебания совпадали. Из полезных можно привести раскачивание качелей относительно небольшой вынуждающей силой, раскачивание тяжёлого языка колокола.