Презентация по физике "Паралитический резонанс"

Паралитический резонанс

• Мы живем в мире колебаний. Маятник стенных часов, фундамент быстроходной турбины, кузов железнодорожного вагона, струна гитары и т.д.
• По современным воззрениям, все звуковые, тепловые, световые, электрические и магнитные явления, т.е. важнейшие физические процессы окружающего нас мира, сводятся к различным формам колебания материи.
• Речь, средство общения людей, музыка, способная вызвать у людей сложные эмоции, - физически определяются так же, как и другие звуковые явления, колебаниями струн, воздуха, пластин и других упругих тел.
• Колебания играют важную роль в таких ведущих областях техники, как электричество и радио. Выработка, передача и потребление электрической энергии, телефония, радиовещание, телевидение, радиолокация - все эти важные отрасли основаны на использовании электрических и электромагнитных колебаний.
• С колебаниями мы встречаемся и в живом организме. Биение сердца, сокращение желудка, деятельность кишечника имеют колебательный характер.
• Строители и механики имеют дело с колебаниями сооружений и машин. Кораблестроители - с качкой и вибрацией корабля и т. д

• Резонанс (франц. resonance, от лат. resono — звучу в ответ, откликаюсь), явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний в какой-либо колебательной системе,
• При вынужденных колебаниях любого вида возможно явление, называемое резонансом (от лат. resono - звучу в ответ, откликаюсь).

• Вред:
• Разрушение сооружений.
• Обрыв проводов.
• Расплескивание воды из ведра.
• Раскачивание вагона на стыках рельсов.
• Вибрации в трубопроводах.
• Раскачивание груза на подъёмном кране .

• Использование:
• Растворение порошкового молока в воде.
• Резонаторы в музыкальных инструментах.
• Магнитно-резонансное обследование организма.
• Раскачивание качелей.
• Раскачивание языка колокола.
• Резонансные замки и ключи.

• Механический резонанс - раскачивание маятника периодически меняющейся силой
• Механический резонанс - работа частотомера.
• Акустический резонанс - трубка с водой и камертон без резонатора.
• Механический резонанс - раскачивание маятника периодически меняющейся силой
• Механический резонанс - работа частотомера.
• Механический резонанс - маятники разной длины на одной струне.

• Существует несколько возможностей исключения вредного действия резонанса:
• Уклонение от резонанса путем изменения частоты собственных колебаний.
• Организация взаимонейтрализации двух (или более) вредных действий.
• Введение второго внешнего действия в противофазе к вредному.
• Самонейтрализация вредного действия путем его разделения на два, сдвига одного из них по фазе и их столкновение.
• Самонейтрализация вредного действия путем введения дополнительных грузов со смещающимся центром тяжести.
• Ликвидация источника внешнего действия.

• Подбор и покупка хорошей акустической системы - это еще не гарантия того, что в конечном итоге вы получите звук, на который рассчитываете. Очень важно грамотно установить и настроить все компоненты системы. Причем настройка аппаратуры обязательно должна производиться не только с учетом компонентного состава системы, но и с учетом самого помещения, которое впоследствии будет наполнено звуком.
• Если слушать музыку или смотреть кинофильм с высоким качеством звукового сопровождения в стандартной комнате, может возникнуть ощутимое явление резонанса. Если помещение имеет хотя бы две параллельные поверхности, то оно будет работать как акустический резонатор. В этом случае будет сильно усиливаться звук на определенных частотах. Таким образом, АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) акустической системы с учетом помещения станет очень нелинейной, что сильно ухудшит звучание. Появляется эффект "гудящей" комнаты. Как от него избавиться?
• Для устранения явления резонанса необходимо слегка изменять наклон поверхностей, чтобы среди них не было двух параллельных. Достаточно совсем небольшого изменения (до 2-3 градусов). Как правило, для этого изменяют наклон или сходимость поверхностей двух смежных стен (например, в процессе установки звукоизолирующих панелей) и потолка (при установке акустических потолков).

• Железнодорожный вагон является колебательной системой, которая может сильно раскачаться оттого, что при движении получает периодические удары, вызывающие вынужденные колебания. Как устранить ударную нагрузку на вагон при наезде колеса на стык рельса?
• Делать стык косым под углом 45 град. к оси рельса. Накатываясь на следующий отрезок рельса, колесо продолжает еще катиться по предыдущему отрезку, при этом оно не встречает промежутка между рельсами, перпендикулярного образующей колеса, и бесшумно перекатывается с одного отрезка на другой. )

Основные уравнения и зависимости,

описывающие колебательные процессы

• Математический маятник длиной l, находящийся в поле силы тяжести с ускорением g, имеет период колебаний, равный: T = 2p(l/g) 1/2 . Пружинный маятник массой m с коэффициентом жесткости k имеет период, равеный T = 2p(m/k) 1/2 .
• Поскольку скорость V - есть производная от координаты по времени, а ускорение a - производная от скорости, то для гармонических колебаний эти величины зависят от времени также по гармоническим законам: V = A*w*cos(wt + f 0 ) a = - A*w 2 *sin(wt + f 0 ) = - w 2 *x