Резонанс это простыми словами: Резонанс — что это такое простыми словами

К сведению. При необходимости можно использовать специализированную программу или калькулятор на справочном сайте для расчета частоты резонансного контура в режиме онлайн.

Чем опасен резонанс

Куда деть и как компенсировать паразитные колебания, чтобы предотвратить поломки? Эффективные методы борьбы основаны на представленных сведениях о резонансе что это такое, демонстрирует следующий пример. Пружины подвески автомобилей создают с переменным расстоянием между витками. Амортизаторы дают дополнительное сопротивление, которое плавно и быстро «гасит» колебания.

Видео

Определение резонанса простыми словами: проявления в природе

Взять, к примеру, типичную световую волну (это поток белого света, который исходит от солнца) и направить ее на темный объект, пусть это будет черная змея. Молекулы в коже пресмыкающегося имеют набор резонансных частот. То есть электроны в атомах стремятся вибрировать на определенных частотах. Свет, спускающийся с солнца, – белый свет, который имеет многосоставную частоту.

Сюда входят красный и зеленый, синий и желтый, оранжевый и фиолетовый. Каждая из этих частот поражает кожу змеи. И каждая частота приводит к вибрации другого электрона.

Желтая частота резонирует с электронами, резонансная частота которых желтая. Синяя частота резонирует с электронами, резонансная частота которых синяя. Таким образом, кожа змеи в целом резонирует с солнечным светом.

Змея кажется черной, потому что ее кожа поглощает все частоты солнечного света.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Когда световые волны резонируют с объектом, они заставляют электроны вибрировать с большими амплитудами. Световая энергия поглощается объектом, и человеческому глазу не заметно, что свет возвращается обратно. Объект выглядит черным. Что делать, если объект не поглощает солнечный свет? Что если ни один из его электронов не резонирует со световыми частотами?

Свет все еще вызывает вибрации электронов. Но поскольку он не соответствует резонансным частотам электронов, колебания очень малы и проходят от атома к атому через весь объект. Объект без резонанса будет иметь нулевое поглощение и 100 % передачу, например стекло или вода.

Резонанс для звука работает так же, как и для света. Когда один объект вибрирует на частоте второго объекта, тогда первый заставляет второй вибрировать с высокой амплитудой. Так возникает акустический резонанс.

Примером служит игра на любом музыкальном инструменте. Акустический резонанс отвечает за музыку, создаваемую трубой, флейтой, тромбоном и многими другими инструментами.

Как работает это удивительное явление? Можно привести пример резонанса, который имеет положительный эффект.

Пройдя в собор, где играет органная музыка, можно заметить, что вся стена заполнена огромными трубами всех размеров. Некоторые из них очень короткие, а другие доходят до потолка. Для чего нужны все трубы? Когда начинает играть прекрасная музыка, можно понять, что звук исходит от труб, он очень громкий и, кажется, заполняет весь собор.

Чтобы понять, что происходит, вам сначала нужно немного узнать о том, как звук проходит по воздуху. Звуковые волны создаются, когда что-то вызывает вибрацию молекул воздуха.

Затем эта вибрация перемещается, как волна, наружу во всех направлениях.

Когда волна проходит по воздуху, есть области, где молекулы сжимаются ближе друг к другу, и области, где молекулы вытягиваются дальше друг от друга.

Люди могут обнаруживать звуковые волны с частотами от 20 до 20 000 Гц! Однако они не все звучат одинаково. Некоторые звуки высокие и скрипучие, в то время как другие низкие и глубокие.

То, что вы на самом деле слышите, – это разница в частоте.

Итак, как частота относится к длине волны? Скорость звука немного меняется в зависимости от температуры воздуха, но обычно она составляет около 343 м/с.

Физическое определение и привязка к объектам

Несложно изучить механический резонанс что это, простыми словами поясняют следующим образом. При слишком частых ударах в крупный колокол звук быстро затухает. Постепенным увеличением интервала даже без изменения силы воздействия можно создать мощные звуковые колебания. Этот пример демонстрирует совпадение обозначенных выше частот.

При уменьшении размеров колокола для получения нужного эффекта изменяют ритм воздействий

В сложных системах необходимо учитывать наличие нескольких резонансных частот и соответствующий суммарный показатель. Также следует отметить добротность. Этим термином принято означать способность объекта воспринимать внешние колебания. При значениях, близких к единице, допустимо критическое возрастание амплитуды колебаний, вплоть до механического разрушения.

Примеры вредного резонанса

Часто люди принимают мостостроение и безопасность как должное. Однако иногда происходят катастрофы, заставляющие поменять свою точку зрения. 1 июля 1940 года в Вашингтоне был открыт мост Такома-Нэрроуз. Это был подвесной мост, третий по величине в мире для своего времени. Во время строительства мост получил прозвище «Галопирование Герти» из-за того, как он качался и сгибался на ветру.

Это волнообразное колебание в конце концов привело к его крушению. Мост рухнул 7 ноября 1940 года во время бури, всего через четыре месяца его эксплуатации. Прежде чем узнавать о резонансной частоте и о том, что это связано с катастрофой моста Такома-Нэрроуз, сначала нужно понять что-то, называемое гармоническим движением.

Когда у вас есть объект, периодически колеблющийся назад и вперед, мы говорим, что он испытывает гармоническое движение.

Один прекрасный пример проявления резонанса, испытывающего гармоническое движение, – свободная подвесная пружина с прикрепленной к ней массой.

Масса заставляет пружину растягиваться вниз, пока в конце концов пружина не сжимается назад, чтобы вернуться к своей первоначальной форме.

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.

Полезный результат понятен из примера с колоколом. Человек со средними физическими способностями способен создать перезвон, который слышен на очень большом расстоянии. Для аналогичной силы звука с применением электронной аппаратуры необходимо применить мощнейший усилитель и огромный динамик.

Для воспроизведения аудио сигнала с помощью подобной аппаратуры придется затратить много электроэнергии

Резкий нерегулируемый рост амплитуды на определенном уровне превышает прочностные характеристики конструкции. Именно такое воздействие ветровых нагрузок разрушило такомский мост в США. Чтобы исключить опасные ситуации, вместо сложного инженерного расчета офицеры командуют солдатам шагать не в ногу при переходе водных преград по таким конструкциям.

Как частота связана с явлением резонанса?

Общее определение резонанса вполне приемлемо для рассмотрения аналогичных электрических процессов.

Природа явления в данном случае зависит от параметров компонентов, формирующих цепь прохождения сигнала. Индукционный элемент и конденсатор выполняют функции накопителей энергии.

Постепенное уменьшение амплитуды обеспечивает электрическое сопротивление – аналог силы трения в механической системе.

Различают параллельный и последовательный резонанс при выборе соответствующего схемотехнического решения. В первом варианте обеспечивают увеличение силы тока при совпадении частот. Во втором – напряжения.

Z = √ R2 (2π * f * L – 1/2π * f * C)2.

I = U/Z = U/  √ R2 (2π * f * L – 1/2π * f * C)2.

Формулы и амплитудно-частотные характеристики последовательного контура

Что такое резонанс напряжений, показано на рисунке.

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.

Добротность колебательной системы

p=√L/C.

Такая же разница потенциалов будет образована на катушке индуктивности. Польза и вред рассматриваемого явления уточняются по добротности (Q = p/R = (1/R)/ √L/C) = (Fк*L)/R = 1/Fк*R*C) и затуханию (1/Q). Здесь Fк обозначает собственную частоту контура.

Q = Fк/ ΔF.

Добротность механической колебательной системы

Резонанс и качели

Если вы один раз толкнете своего друга на качелях, они несколько раз будут совершать колебательные движения и через некоторое время остановятся.

Эта частота, когда колебание самопроизвольно колеблется, называется собственной частотой. Если вы даете толчок каждый раз, когда ваш друг возвращается к вам, он будет качаться все выше и выше.

Вы нажимаете с частотой, аналогичной собственной частоте, и амплитуда колебаний возрастает. Такое поведение называется резонансом.

Несомненно, это один из примеров полезного резонанса. Среди прочих нагревание пищи в микроволновой печи, антенна на радиоприемнике, принимающем радиосигнал, игра на флейте.

На самом деле, есть также множество плохих примеров. Разрушение стекла высоким тональным звуком, разрушение моста легким ветерком, обрушение зданий при землетрясениях – все это примеры резонанса в жизни, которые не просто вредные, но и опасные, в зависимости от силы воздействия.

Положительные и отрицательные стороны резонанса

Увеличение колебаний в два раза и более, по сравнению с исходным допуском технического задания, способно привести к разрушению конструкции. Однако это же проявление в другой ситуации выполняет полезные функции. Плюсы и минусы резонанса удобно изучать на конкретных примерах.

Резонансный преобразователь

Для преобразования импульсного сигнала в синусоидальный можно применить представленный на рисунках инвертор. Принцип работы заключается в периодическом накоплении-возврате энергии с применением реактивных компонентов.

При корректном выборе элементов колебательный контур выполняет функции фильтра. Трансформатор – это дополнительная индуктивность в цепи, поэтому основную катушку можно сделать меньше.

Количеством витков обмоток устанавливают необходимое напряжение на выходе.

Определенный резон имеет создание системы отопления с помощью электроэнергии, созданной солнечными батареями. Эти «бесплатные» генераторы по мере совершенствования производственных технологий становятся дешевле. Эффективный индукционный нагреватель можно собрать самостоятельно. Некоторые схемы по КПД не уступают фабричным аналогам.

Нагреватель воды

Следующие примеры резонанса демонстрируют отрицательные стороны явления:

• чрезмерное увеличение амплитуды колебаний элементов подвески транспортных средств;
• вредный и неприятный звук, который формируется на резонансных частотах технологическим оборудованием;
• возникновение помех в акустических, оптических и радио трактах.

Разрушительная сила звука

Многие наверняка слышали о том, что винный бокал можно разбить голосом оперной певицы. Если вы слегка ударите бокал ложкой, он будет «звонить», как колокол, на своей резонансной частоте.

Если на стекло оказывается звуковое давление на определенной частоте, оно начинает вибрировать.

По мере того как стимул продолжается, вибрация в бокале накапливается до тех пор, пока он не разрушится, когда будут превышены механические пределы.

Примеры полезного и вредного резонанса повсюду. Микроволны окружают все вокруг, от микроволновой печки, которая разогревает пищу без применения внешнего тепла, до вибраций в земной коре, приводящих к разрушительным землетрясениям.

Частота резонанса

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

Если установить равные реактивные составляющие в последовательном колебательном контуре, увеличится проводимость. С учетом обозначенных условий после простых математических преобразований определяют резонансную (Fрез) частоту:

• 2π * f * L = 1/2π * f * C;
• Fрез = 1/2π * √ L*C.

К сведению. При необходимости можно использовать специализированную программу или калькулятор на справочном сайте для расчета частоты резонансного контура в режиме онлайн.

Источник: https://kz-nn.ru/vse-o-rezonanse/

ВсРезонанс в ? физике, формула. Что такое ? резонанс и в чем состоит его явление?

Со школьной скамьи многие помнят объяснения учителя физики про понятие резонанса. Но явление это гораздо шире по значению и применению. В чем состоит суть явления резонанса, что может произойти при совпадении частот с промышленными объектами, машинами? Какие виды явления бывают? Когда резонанс приносит пользу, и чем вредит?

Смысл понятия

В чем же состоит явление в механике, физике? Объясним резонанс простыми словами в быту – это совпадение ритма движения. Нужно вспомнить приятную забаву из детства. Речь идет о раскачивании на подвесных качелях.

Один участник сидит на перекладине, другой помогает ему, оттягивая сиденье все сильнее и сильнее. На месте помощника может с равным успехом быть ребенок, ему по силам раскачивать взрослого.

Это «работает» механический резонанс, при котором колебания качели полностью совпадают с частотой помощника. В результате получаем скачок амплитуды.

При раскачивании на качелях самостоятельно, реально использовать совпадение колебаний для максимальной амплитуды движений:

1. В положении сидя. Нужно поджимать и выпрямлять нижние конечности в такт.
2. В положении стоя. Проще раскачиваться вдвоем. В любимых многими аттракционе «Лодочки» каждый из участников должен присесть в точке наибольшего подъема, а затем выпрямиться в максимально низкой позиции.

Все усилия реально могут привести к тому, что качели сделают полный оборот вокруг оси. Чтобы предотвратить несчастный случай в целях безопасности отдыхающих ставят ограничитель от кругооборота.

Нужно понимать, что для получения эффекта от совпадения колебательных движений нужно выйти из состояния покоя. Равновесие не позволит усилить раскачивание.

Описанный пример относится к параметрическому возбуждению и резонансу колебаний.

Амплитуда колебаний зависит от скорости движения. При увеличении возрастает размах, пока не дойдет до своего максимума. Дальнейшее увеличение скорости приведет к обратному эффекту.

При построении графика резонанса – зависимости амплитуды от приложенной внешней силы получим кривую. Абсолютный максимум соответствует частоте, совпадающей собственной частоте колебаний системы.

В физике, механике используют формулы резонанса – зависимость амплитуды от частоты и прикладываемой силы.

Единицы измерения

Количество движений принято измерять в герцах (1 Гц). Если известно значение частоты, например 45 Гц – тело выполняет колебания 45 раз в секунду. Есть понятие вынужденные движения, в этом случае присутствует раскачивающее тело и принуждающая сила. Усилие прикладывают с определенной частотой. При большой разнице характеристик скачка колебательных движений не будет.

Впервые явление с точки зрения механики и акустики объяснил и описал в 1602 году Галилео Галилей. Его работа была посвящена колебательным явлениям маятников и струн для музыкальных инструментов.

При описании ученый вывел зависимость тяжелого маятника собирать (накапливать) энергию при внешнем воздействии с определенным значением частоты. Термин был введен от латинского слова «resonantia», означает эхо.

Про магнитный вид понятия вывел теорию Джеймс Клерк Максвелл в 1808 году.

Резонанс в обычной жизни

В быту мы часто сталкиваемся с резонансом, даже не задумываясь о смысле явления. Он используется в:

• радиопередатчиках и приемных устройствах;
• микроволновых печах;
• музыкальных инструментах.

В поле акустики при игре на гитаре в определенный момент струны начинают вибрирующие движения. Слышен звук при отсутствии непосредственного воздействия игрока. Энергия от поглощения колебаний сильно возрастает к моменту, когда толчки (воздействие) совпадают с естественными движениями.

Отклик распространен в природе и искусственных устройствах. Многие слышат звук, источником которого является удар твердого предмета (металл, стекло, дерево). Они вызываются колебаниями малой частоты.

Феномен залива Фанди

Между Нью-Брансуик и Новой Шотландией в Канаде на побережье Атлантического океана расположен залив, известный на весь мир самым сильным приливом.

Перепад в отметках между уровнями в момент максимальных значений достигает 18 метров. За один цикл свыше ста миллиардов тонн воды проходит через центральный вход залива.

Продолжительность одного периода отлива-прилива постоянна – около 6 часов 13 минут.

Уникальностью природное явление «обязано» природными характеристиками:

• огромному количеству воды, проходящем через горловину залива;
• неповторимым очертаниям берегов;
• резонансному эффекту.

По сравнению со средней высотой прилива в океанах – 3 фута (около 1 м) гигантский размах поступательных движений водяной массы поражает. Физический смысл явления объясняется причинами:

• жидкость в любом объеме имеет свой период «колебаний», она постоянно движется с одним ритмом;
• частота движений полностью зависит от размеров резервуара – длины и глубины;
• большие размеры залива обеспечивают постоянство внутренних колебаний воды;
• цикл прилива (отлива) совпадает с внутренними колебаниями воды.

При начале прилива огромная водяная масса доходит до противоположного берега, затем движется в обратном направлении. Происходит совпадение момента отката воды и отлива. При этом волна получает дополнительное ускорение.

Для модели подойдет емкость длинной формы с водой, если ее раскачивать вдоль в одном ритме с движением жидкости. Спустя несколько колебаний вода будет переливаться через край. В заливе Фанди система более уравновешенная, и поэтому перелива нет.

В чем польза или вред явления

Для того, чтобы говорить о положительном или отрицательном влиянии совпадения частот колебаний, нужно вспомнить о его проявлении в той или иной сфере человеческой деятельности.

Положительные стороны

Примеров, где используется явления резонанс, множество. Звуковая волна – это колебания воздуха. Инструменты имеют возможность звучать красиво в случае, если размеры, очертания и материал приведут к созданию условий для резонанса. Все духовые, язычковые инструменты звучат благодаря совпадению звуковых частот.

Источник: https://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/894-vliyanie-yavleniya-rezonansa/

Резонанс: его значение в физике, причины и примеры явления

Почему солдатам, обычно марширующим строевым шагом при пересечении моста дается команда идти «вольно»? Потому, что маршируя по мосту, они могут его обрушить.

Происходит это вследствие интересного физического явления – резонанса. Впрочем, явление резонанса активно употребляется не только в физике. К примеру, термин «общественный резонанс» означает реакцию большого количества людей на какое-то событие, будь-то политическое, экономическое, социальное.

Но в нашей статье мы поговорим именно о физическом резонансе, его значении в физике, причинах и наиболее ярких примерах из жизни.

Определение резонанса

Первым, кто дал определение того, что такое резонанс был великий итальянский ученый Галилео Галлией, активно занимающийся не только астрономическими наблюдениями, но и работой с маятником, теорией струн и многими другими вещами в физике.

Итак, в переводе с латыни слово «резонанс» буквально означает «откликаюсь», и означает физическое явление, при котором собственные колебательные движения, становясь вынужденными, многократно увеличивают свою амплитуду, отвечая на воздействия внешней среды.

Или если по-простому, то резонанс это отклик на некий раздражитель извне, это синхронизация частот колебаний (количества колебаний в секунду) определенного тела (или целой системы) с внешней силой, которая воздействует на него. Вследствие физического резонанса всегда происходит увеличение амплитуды колебаний тела или системы.

Представьте себе детские качели, чтобы раскатать их сильнее, вам необходимо прикладывать силу таким образом, чтобы ее колебания совпадали с колебаниями самой качели. Как результат таких действий качели будут раскачиваться все сильнее и сильнее, или говоря по-научному – амплитуда их колебаний будет увеличиваться. Детские качели, пожалуй, самый простой и яркий пример резонанса из нашей жизни.

Впрочем, есть у резонанса и свой антипод – диссонанс. Диссонанс (с латыни переводится как «разногласящий») – прямо противоположное явление, означающее несовпадение, несоответствие.

Если к тем же раскаченным качелям начать прикладывать силу хаотически, то есть хаотически их дергать туда-сюда, то вскоре они остановятся, амплитуда их движения снизится до нуля.

Или еще один наглядный пример: если вы жарким летним днем выйдете на улицу в шубе, это тоже будет диссонанс, так как ваша одежда будет совершенно не соответствовать погоде.

Резонанс и добротность

Резонанс в физике часто связан с добротностью. Что это такое? Под добротностью понимается степень отзывчивости колебательной системы, уровень интенсивности ее отклика.

На все том же примере с качелями можно представить, что есть две качели, одни из них старые и ржавые, а вторые новые, недавно построенные.

Чтобы раскачать старые и ржавые качели нужно приложить намного больше усилий, нежели новые, то есть добротность у старых качелей (яко колебательной системы) будет в разы ниже, чем у качелей новых.

Логично, что разные показатели добротности приводят к разным последствиям:

• При низкой степени добротности колебательная система не будет сохранять долгое время вынужденные колебания, и очень скоро возвратится к естественным колебаниям.
• В определенных ситуациях высокая добротность может быть опасной, так как сильный резонанс и многократное увеличение амплитуды колебаний приведет к разрушению физического тела.

Виды и примеры резонанса

Только в самой физике различают такие виды резонанса как:

• Механический резонанс – это все те же вышеупомянутые качели, резонанс моста от проходящей роты солдат, резонанс колокольного звона и т. д. Одним словом, резонанс, вызванный механическими воздействиями.
• Акустический резонанс – это резонанс, благодаря которому работают все струнные музыкальные инструменты: гитара, скрипка, лютня, балалайка, банджо и т. д. К слову корпус музыкальных инструментов неспроста имеет свою форму. Звук, издаваемый струной при щипке, попадает внутрь корпуса и там вступает в резонанс со стенками, что в результате приводит к его усилению. По этой причине качество звучания той же гитары сильно зависит от того материала, из которого она сделана и даже от лака которым она покрыта.
• Электрический резонанс – представляет собой совпадение частоты колебаний внешнего напряжения с частотой колебаний электрической цепи, по которой идет ток.

Помимо этих чисто физических резонансов есть еще уже упомянутый нами общественный резонанс – яркий отклик общества на какое-то событие (обычно политическое или экономическое), например брекзит Британии, ее выход из Европейского союза вызвал широкий общественный резонанс во многих странах Европы и особенно, разумеется, в самой Британии.

Есть также и когнитивный резонанс – это полное совпадение во взглядах и мнениях. Например, вы познакомились с новым человеком, а он думает так же как вы, у вас абсолютно схожие взгляды, вкусы, предпочтения, тогда имеет место когнитивный резонанс.

И противоположное явление – когнитивный диссонанс, когда вы абсолютно не согласны с кем-то или чем-то, абсолютно не принимаете происходящего.

(Например, автор этой статьи, оказавшись в каком-нибудь украинском бюрократическом учреждении, будь-то Жеке, БТИ или налоговой испытывает настоящий когнитивный диссонанс)).

Опасность и польза резонанса

Резонанс, как и любое другое физическое явление, сам по себе не является ни плохим, ни хорошим, так как может приносить как пользу, так и вред. Например, именно резонанс помогает вытащить автомобиль, застрявший в грязи или снегу – планомерное раскачивание авто, то взад, то вперед с увеличением амплитуды колебаний помогает освободить его из плена.

А вот хрестоматийный негативный пример действия резонанса описан в самом начале нашей статьи, и связан с мостами. Если рота солдат строевым шагом пройдет по мосту, то может если и не обрушить его, то значительно повредить, потому, что вызовет сильный резонанс собственных колебаний поверхности моста с колебаниями от марша «нога в ногу» сотен солдат.

Впрочем, сильный резонанс моста может случиться и не только от марширующей роты солдат, конструкторам и архитекторам давно известно такое понятие как «Такомский мост» – это мост построенный с сильными нарушениями строительных норм.

Дело в том, что в 40-х годах еще XIX века в США произошло обрушение висячего моста. Причиной обрушения был резонанс.

Но рота солдат по мосту не маршировала, виновником на этот раз был ветер – колебания ветра вступили в резонанс с собственными колебаниями конструкции моста и в результате вызвали его обрушение.

С тех пор технологии строительства мостов претерпели значительные изменения, а инженеры, конструкторы и архитекторы при проектировании своих объектов обязательно принимают в расчет явление резонанса.

Этот феномен необходимо учитывать не только при строительстве мостов, но и при возведении высотных зданий, антенн, высоких опор, словом всего того, что теоретически может войти в резонанс с воздушными потоками.

Резонанс, видео

И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

Источник: https://www.poznavayka.org/fizika/rezonans/

Что такое резонанс — его виды (звуковой, когнитивный), а также польза и опасность резонанса

1. Резонанс — это…
2. Добротность
3. Виды и примеры резонанса
4. Его опасность и польза

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Еще в школе на уроке физики мы изучали, что такое резонанс. Но, к сожалению, не всегда эти знания подавались в форме способствующей усвоению.

Поэтому сегодня я хочу очень коротко напомнить вам что есть такое резонанс, как он возникает и какие виды резонанса (и не только в области физики) различают.

Ну и, конечно же, все это будет рассказано максимально простыми словам на понятных всем примерах. Будет интересно, не переключайтесь…

Резонанс — это..

Впервые понятие резонанса было введено в 16 веке Галилио Галеем, когда он занимался исследованием работы маятников и музыкальных струн.

В переводе с латинского слово «резонанс» буквально означает «откликаюсь» и представляет собой физическое явление, при котором собственные колебательные движения становятся вынужденными, увеличивают свою амплитуду, отвечая, таким образом, на воздействия окружающей среды.

Простыми словами резонанс – это отклик на некий раздражитель извне. Это синхронизация частот колебаний (количество колебаний в одну секунду) некой системы и воздействующей на нее внешней силы, что влечет за собой рост амплитуды колебаний данной системы.

Резонанс можно описать следующим образом:

1. представьте некое физическое тело, которое находится либо в состоянии абсолютного покоя, либо совершает амплитудные движения определенной частоты;
2. на это тело вдруг начинает оказывать воздействие некая внешняя сила, имеющая собственную амплитуду и частоту;
3. если частоты тела и внешней силы совпадают, то амплитуда тела станет расти.

Например, всем известно, как «работают» качели. Сначала вы делаете резкий толчок ногами от земли, и качели начинают двигаться вперед-назад. Если не вмешиваться в этот процесс, то через некоторое время они остановятся.

Но если, сидя на них, подстроиться под их движение всем телом (не быстрее и не медленнее), то амплитуда движений качелей начнет расти сама по себе. В данном случае вы, а точнее ваши движения, являются внешним воздействием, вынуждающей силой, с помощью которой качели взлетают выше.

Даже самое небольшое внешнее воздействие способно увеличить амплитуду движений некой системы в очень много раз при совпадении их частот. Из примера с качелями: маленький ребенок может раскачать взрослого даже с очень большим весом, если подстроится под движение качелей.

Чтобы лучше понять, что такое резонанс, обратимся к его антониму. Им является слово «диссонанс» (от латинского «разногласящий»), что означает несовпадение, несоответствие.

Снова возьмем в пример качели: если начать резко и хаотично их дергать туда-сюда, то плавные, раскачивающие колебания вскоре сойдут на нет и качели остановятся. Еще один простой пример: если летом вы выйдете на улицу в шубе, это будет диссонанс, так как погода не соответствует вашему наряду.

Добротность

В любой физической колебательной системе можно измерить степень ее отзывчивости – величину, которая называется добротностью и представляет собой уровень интенсивности отклика.

Разные показатели этой величины приводят к различным последствиям:

1. При низкой степени добротности (или отклика) существующая система неспособна сохранять вынужденные колебания долгое время и постепенно возвратится к собственным колебаниям;
2. Высокая добротность в некоторых случаях может быть опасной, так как напряженный резонанс обязательно приведет к разрушению физического тела, на которое производится воздействие извне. Например, если не просто стоять на середине доски, перекинутой через широкую реку, а совершать раскачивающие ее движения (вверх-вниз), то, скорее всего, вскоре вы окажитесь в воде, так как доска сломается в той точке, где вы находились.

Виды и примеры резонанса

Феномен резонанса по праву принадлежит физике,так как был открыт ею и изначально описывал только физические явления.

Однако, на сегодняшний день этим понятием пользуются в самых разных сферах жизнедеятельности.

В связи с этим можно выделить его разные виды:

1. Механический – выше упомянутые качели, раскачивание колокольного «языка», резонанс моста от проезжающего поезда или солдат, идущих по нему «в ногу» и т.п.
2. Акустический – примером может послужить звуковой резонанс, используемый в игре на музыкальных инструментах, таких как: гитара, балалайка, лютня.

У всех них есть корпус и придуман он не просто так: звук, который издает струна, когда ее щипают, попадает внутрь корпуса. Там он резонирует со стенками, что приводит к его усилению. Поэтому качество звука напрямую зависит от качества материала, из которого сделан инструмент и даже от лака, которым он был покрыт.

3. Электрический – совпадение частоты внешнего напряжения с частотой собственных колебаний электрической цепи, по которой течет ток.
4. Общественный – яркий отклик общественности на событие, явление или ситуацию. Речь идет о реакции, которая оказалась схожей у основной массы людей. Например, пенсионная реформа 2018 года вызвала громкий, резкий, негативный резонанс у граждан нашей страны.
5. Когнитивный резонанс – совпадение во взглядах, мнениях. Например, вы с кем-то познакомились: в итоге у вас остается положительное впечатление о человеке. Почему именно так? Все дело в том, в процессе беседы вы нашли с ним много общего, его ценности и суждения оказались вам близки, отсюда и симпатия, являющаяся следствием резонанса. С философской точки зрения, феномен определяется, как единомыслие двух душ в чувственном контексте.

Мобильные телефоны, микроволновая печь, телевизор, эхо в горах, звучное пение в ванной комнате – везде присутствует рассматриваемый феномен.

Опасность и польза резонанса

На первый взгляд, резонанс – это полезное явление, которое помогает нам в разных аспектах жизни. Например, оно успешно используется в случае, когда автомобиль завяз колесами в грязи или снегу и не может тронуться с места. Раскачка авто взад-вперед помогает вызволить машину из плена.

Однако, у этого физического феномена есть и негативная сторона. В среде архитекторов существует понятие «Такомский мост»: так называют объекты, выполненные с многочисленными нарушениями строительных расчетов. Дело в том, что в 40-х годах 19 века в одном из штатов США случилось обрушение висячего моста.

Как выяснилось позже, причиной послужил резонанс: ветер усилил собственные колебания конструкции, что и привело к трагедии. После этого случая технологии мостостроения претерпели большие изменения.

Еще один печальный случай с мостом, который обрушился в момент, когда по нему шла рота военных. Солдаты, маршируя в ногу, создали колебания, которые вошли в резонанс с собственными колебаниями конструкции. С тех пор появилась новая команда «Не в ногу!», используемая командирами при прохождении через мост.

Феномен резонанса также необходимо учитывать при возведении высотных зданий, антенн, высоких опор – всего, что может войти в резонанс с воздушным потоком.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

• * Нажимая на кнопку «Подписаться» Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
• Подборки по теме
• Использую для заработка

Рубрика: Отвечаю на частые вопросы

Источник: https://KtoNaNovenkogo.ru/voprosy-i-otvety/rezonans-chto-ehto-takoe-prostymi-slovami.html

Резонанс: это простыми словами

Слово «резонанс» используется людьми каждый день в самых разных значениях. Его произносят политики и телеведущие, пишут в своих работах ученые и изучают на уроках школьники. У этого слова есть несколько значений, относящихся к разным областям человеческой деятельности.

Откуда взялось слово резонанс

Все мы узнаем, что такое резонанс впервые из курса школьной физики. В научных словарях этому термину дается подробное объяснение с точки зрения механики, электромагнитных излучений, оптики, акустики и астрофизики.

С технической точки зрения резонанс — это явление отклика колебательной системы не внешнее воздействие. При совпадении периодов воздействия и отклика системы возникает резонанс — резкое увеличение амплитуды рассматриваемых колебаний.

Простейший пример механического резонанса приводит в своих работах средневековый ученый Торичелли. Точное определение явления резонанса дано Галилео Галилеем в работе о маятниках и звучании музыкальных струн. Что такое электромагнитный резонанс, объяснил в 1808 году Джеймс Максвелл, основоположник современной электродинамики.

Узнать, что такое «резонанс» можно не только в Википедии, но в таких справочных изданиях:

• учебники физики за 7-11 классы;
• физическая энциклопедия;
• научно-технический энциклопедический словарь;
• словарь иностранных слов русского языка;
• философская энциклопедия.

Резонанс в полемике и риторике

Еще одно значение слово «резонанс» приобрели в сфере общественных наук. Этим словом называют отклик общественности на некоторое явление в жизни людей, определенное высказывание, происшествие.

Как правило, слово «резонанс» используют, когда нечто вызывает у многих людей одновременно схожую и очень яркую реакцию. Известно даже общеупотребимое выражение «широкий общественный резонанс», которое является речевым штампом.

В собственной речи, письменной или устной, его лучше избегать.

В философском словаре резонанс трактуется как понятие, имеющее переносное значение и понимаемое как согласие или единомыслие двух людей, двух душ в сострадании, симпатии или антипатии, сочувствии или возмущении.

Отзвук, впечатление, отголосок — так поясняет переносное значение слова резонанс словарь иностранных слов. В таком смысле это слово часто употребляется для оценки неких культурных произведений, пьес, концертов, книг.

В значении «сильный отклик», «единодушная оценка» слово резонанс очень любят использовать политики, ораторы, дикторы. Оно помогает передать эмоциональный подъем, единодушный порыв, подчеркнуть значимость происходящего.

Где мы встречаемся с резонансом

В прямом смысле слово резонанс стоит употреблять в отношении множества естественных процессов, происходящих вокруг нас. Все дети, которые катаются на обычных качелях или каруселях на детской площадке, эксплуатируют механический резонанс.

Хозяйки, разогревая пищу в микроволновке, используют электромагнитный резонанс. На принципах резонанса построена теле- и радиовещательная сеть, работа мобильных телефонов и wifi для интернета.

Звуковой резонанс позволяет нам наслаждаться музыкой или баловаться эхом в горах и закрытых помещениях, где стены не имеют достаточной звукоизоляции. На принципе акустического резонанса построена работа эхолотов и многих других измерительных приборов.

Чем опасен резонанс

В естественно-научном смысле резонанс как явление может быть не только полезен человеку, но и опасен. Самый яркий пример — строительство.

При конструировании зданий и сооружений расчеты конструкций на резонанс строго необходимы. Так просчитываются все высотные сооружения, башни, опоры ЛЭП, передающие и принимающие антенны, а также высотные здания, которые входят в резонанс с ветрами на большой высоте.

На резонанс обязательно проверяются все мосты и протяженные объекты. В 2010 году весь интернет облетело видео моста через Волгу, который пошел волной как шелковая лента. Результаты расследования показали, что конструкции моста вошли в резонанс с ветром. 

Аналогичный случай произошел в США. 7 ноября 1940 года разрушился один из пролетов висячего Такомского моста, расположенного в штате Вашингтон.

Еще при строительстве специалисты отмечали колебания полотна моста, связанные с ветром и низкой высотой опор. В результате обрушения были проведены многочисленные исследования и расчеты, ставшие основой для технологий современного мостостроения.

В среде специалистов возник даже термин «Такомский мост», означающий ненадлежащее качество строительных расчетов.

С резонансом каждый из нас сталкивается ежедневно. Об этом явлении необходимо помнить в повседневной жизни, вздумав раскачаться на пешеходном мосту или отправляя металлическую посуду в микроволновку (это запрещено правилами). А само слово «резонанс» можно использовать в своей речи для ее украшения и усиления впечатления от сказанного вами.

Источник: https://microzajmi.ru/rezonans-eto-prostymi-slovami/

Ответы@Mail.Ru: Что такое резонанс? Простыми словами

Совпадение периода колебаний с постоянной времени. Еще проще — усиление собственных колебаний предмета путем передачи ему колебаний извне с частотой, близкой собственным.

Пример: у легкового автомобиля, застрявшего в яме постоянная времени примерно равна одной секунде, поэтому раскачивая его с частотой около 1 герца при помощи мотора, трансмиссии и колес мы помогаем ей увеличить амплитуду выше борта ямы, переехать его и выбраться из этой ямы…

resonance, от лат. resono «откликаюсь»

никакого усиления
чем лучше согласованность — тем больше резонанс системы, частота — индуктивность — емкость

Детей на качелях катали? Это и есть резонанс, когда вы прилагаете силу для раскачки с частотой (в такт) колебания качелей.

Продолжу автомобильную тему.
Вот стоит автомобиль.
Приходят 10 человек и начинают толкать его.
Каждый толкает как хочет. Когда хочет.
Итог: машина стоит и не сдвинется.
И вот чудо, приходит одиннадцатый и руководит ими.

И синхронно, одновременно начинают толкать машину. И она едет!!!
Все усилия во втором случае складываются, так как синхронны, одновременны, вот в чем усиление.

А по началу все усилия были рассинхронизированы, и по отдельности не смогли сдвинуть машину.

Резонанс переводится и значит в физическом смысле буквально «отклик» или глагол «откликаюсь».. Например в лесу крикнули АУ… в ответ мы услышали отклик, или простое ЭХО… Т. е. звуковая волна вышла в пространство и стала отражаться от резонаторов — деревьев… волна стала гулять «туда сюда»… Например если крикнуть АУ в сторону моря…

волна просто рассеется.. и отклика не будет… потому что нет резонаторов… (деревьев)… это и есть самый простой пример резонанса. Или пример с мостом и ротой солдат. 100 солдат идут все по мосту.. Чтобы мост разрушился, солдаты во первых должны идти с одной и той же частотой… например 1 шаг в секунду…

Тогда в один прекрасный момент, силы ударов каждого солдата складываются в один мощный удар… и это называют «амплитуда сильно возросла»… Еще один пример резонанса это принцип действия лазера… Два зеркала, одно не прозрачное, а другое полупрозрачное…

между ними находится источник излучения, свет от которого начинает «гулять» между зеркал, как звук между деревьев.. с той лишь разницей, что звук от АУ это затухающее колебание, а свет источника излучения это постоянные колебания или как их называют вынужденные колебания. Таким образом свет, т. е.

электромагнитная волна между зеркал, как звук между деревьев начинает «накладываться» (интерферировать) друг на друга, в результате чего образуется «когерентное излучение»…или примерно то, когда солдаты «разом наступают» на мост… иными словами «амплитуда сильно возрастает» и образуется лазерный луч. Допустим у нас имеется Царь колокол.

Мы начинаем долбить по нему молотком с частотой 1 колебание в секунду. Колокол начинает дрожать с намного большей частотой, скажем 500 Гц. То же самое происходит когда Вы находитесь в лесу и крикнете «АУ»… в ответ от деревьев резонаторов придет множество «УУУУУУУУУ»… Т. е.

причина колебания 1 Гц, а отклик может быть в тысячи раз большим именно по частоте. Т. е. надо четко различать причину и следствие. Причина дрожания колокола частота 1 Гц, а резонансная частота его дрожания будет уже в тысячи раз большей

Раскачиваешься на качелях, значит попал в резонанс (согласие с качелей), не можешь раскачаться но хочешь это уже диссонанс

Если колеблющееся тело начать «подталкивать» с определенной регулярностью, в нужном ритме, то колебания начнут усиливаться. Это и есть резонанс.

Когда мы раскачиваем ребенка на качелях, мы добиваемся того, чтобы качели вошли в резонанс с нашими толчками.

Резонанс может быть и полезным явлением — например, с его помощью можно усилить звуковые колебания и добиться большей громкости звука, так и вредным, например, стать причиной разрушения постройки при порывистом ветре.

одинаковая частота колебаний двух тел

осуждение. короче всех послать!!

Поступление внешней энергии (механической, электрической и до ) в фазе колебания предмета, тогда энергия колебаний будет увеличиваться, если не соответствует, колебания не будут увеличиваться или даже уменьшаться, если сигнал в противофазе

Это подвешенное состояние, которое ищет понимания!

Чтобы проще понять, что такое резонанс, вспомните такую нехитрую и приятную забаву, как катание на подвесных качелях. Один человек сидит на них, а второй раскачивает.
И прикладывая совсем небольшие силы, даже ребенок может очень сильно раскачать взрослого.

Как он этого добивается? Частота его раскачиваний совпадает с частотой качающегося, возникает резонанс, и амплитуда раскачиваний сильно возрастает. Частота колебаний это количество колебаний за одну секунду. Измеряется она при этом не в разах, а в герцах (1 Гц).

То есть, частота колебаний в 50 герц означает, что тело совершает 50 колебаний в секунду. В случае вынужденных колебаний всегда есть самоколеблющееся (или в нашем случае качающееся) тело и вынуждающая сила. Так вот эта сторонняя сила действует с определенной частотой на тело.

И если его частота будет сильно отличаться от частоты колебаний самого тела, то сторонняя сила будет слабо помогать телу колебаться или, говоря научно, слабо усиливать его колебания.

Например, если пытаться раскачать человека на качелях, толкая его в момент, когда он летит на вас, вы можете отбить себе руки, скинуть человека, но вряд ли сильно его раскачаете.
А вот если раскачивать его, толкая в направлении движения, то нужно совсем немного усилий, чтобы добиться результата. Вот это и есть совпадение частоты или резонанс колебаний. При этом сильно возрастает их амплитуда.

,Это колебания матраса после прыжка .

Резона́нс (фр. resonance, от лат. resono «откликаюсь») — явление, при котором амплитуда вынужденных колебаний имеет максимум при некотором значении частоты вынуждающей силы

Чтобы проще понять, что такое резонанс, вспомните такую нехитрую и приятную забаву, как катание на подвесных качелях. Один человек сидит на них, а второй раскачивает.
И прикладывая совсем небольшие силы, даже ребенок может очень сильно раскачать взрослого.

Как он этого добивается? Частота его раскачиваний совпадает с частотой качающегося, возникает резонанс, и амплитуда раскачиваний сильно возрастает. Частота колебаний это количество колебаний за одну секунду. Измеряется она при этом не в разах, а в герцах (1 Гц).

То есть, частота колебаний в 50 герц означает, что тело совершает 50 колебаний в секунду. В случае вынужденных колебаний всегда есть самоколеблющееся (или в нашем случае качающееся) тело и вынуждающая сила. Так вот эта сторонняя сила действует с определенной частотой на тело.

И если его частота будет сильно отличаться от частоты колебаний самого тела, то сторонняя сила будет слабо помогать телу колебаться или, говоря научно, слабо усиливать его колебания.

Например, если пытаться раскачать человека на качелях, толкая его в момент, когда он летит на вас, вы можете отбить себе руки, скинуть человека, но вряд ли сильно его раскачаете.
А вот если раскачивать его, толкая в направлении движения, то нужно совсем немного усилий, чтобы добиться результата. Вот это и есть совпадение частоты или резонанс колебаний. При этом сильно возрастает их амплитуда.

Резонанс это когда не вся затраченная энергия, периодически повторяющихся движений, теряется. Часть её возвращается и темп колебаний от этого всё увеличивается и увеличивается с каждым тактом. Или когда маленькие силы одной направленности складываются в одну большую силу.

Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/204824102

Определение резонанса простыми словами

Понятие резонанса используется в нескольких науках, известен механический, акустический и электрический резонанс. Нас в первую очередь интересует само понятие и его определение в физике и электротехнике. Нужно отметить, что большую роль в исследовании этого исследования сыграл Никола Тесла, один из самых знаменитых физиков 20 века.

Графическое отображение

Физическое определение имеет довольно сложный и громоздкий вид, на первый взгляд, но если разобраться, там нет ничего сверхъестественного. Резонанс – это частотно-избирательный пиковый отклик колебательной системы на периодическое воздействие силы или сил, при совпадении их амплитуды с внутренними значениями системы.

Физическое определение

Свойство колебательной системы значительно увеличивать амплитуду при воздействии внешней силы с частотой, совпадающей с внутренней частотой системы, было описано ещё Галилео Галилеем в 1602 году в работе, посвящённой изучению струнного инструмента и маятников.

Явление получило название резонанс, от латинского «resono» – «откликаюсь». Позже были выявлены и остальные свойства и характеристики этого физического явления. Также была отмечена интересная особенность этого явления – выделение или усиление слабого сигнала, которая в настоящее время является востребованной во многих областях знаний, в том числе электротехнике.

Исследованием этого явления занимались такие мэтры, как Герц и Тесла. И если Герц только исследовал и структурировал информацию по нему, то Никола Тесла пытался использовать его свойства для передачи энергии на расстояния. Как пример, так называемая башня Ворденклиф, представляющая собой резонансный трансформатор. Теория Теслы о всемирной беспроводной сети была основана на использовании резонансных приёмо-передающих башен. Винтовой резонатор в виде катушки Теслы и расположенный на высоте терминал могли бы использоваться в качестве этих станций.

Данный принцип широко используется в повседневной жизни, например, акустические музыкальные инструменты, особенности архитектуры культурных сооружений и даже выталкивание автомашины, застрявшей в грязи.

Интересно. Наиболее ярким впечатлением от резонанса обладает история с разрушившимся мостом, разрушение произошло из-за совпадения частоты собственных колебаний моста и шагающих по нему в ногу солдат.

Достоинства и недостатки явления

Как и других физических явлений, исследования резонанса велись с целью использовать его действие в полезных целях, но как выяснилось, плюсы и минусы резонанса примерно равноценны. При неверном использовании он может разрушить систему, а при правильном – усилить сигнал, главное – определить границу, до какой мощности его довести.

Эталоном использования его в электротехнике может служить трансформатор Тесла, на сегодняшний день являющийся классическим примером высокочастотных трансформаторов, основанных на этом эффекте. Он представляет собой открытый последовательный колебательный контур, который при подаче на него напряжения, равного по частоте внутренней частоте самой системы, повышает напряжение до критической величины, при необходимости, усиливая любой сигнал, попавший в него. Как и другие резонаторы, это устройство состоит из внешней и внутренней катушек.

Важно! Создание самодельной катушки Теслы высокой мощности при включении может вывести из строя расположенные рядом электроприборы. Причиной будет создание мощного электромагнитного поля и возможный резонанс других электроприборов.

Трансформатор Тесла

Резонанс в электрических цепях

В том случае, если частота напряжения, подаваемого извне, совпадает с частотой колебаний внутри сети, то возникает электрический резонанс. Это проявляется в возрастании напряжения и силы тока внутри системы, это может, как вывести приборы и элементы сети из строя, но, с другой стороны, позволить усилить какой-либо сигнал или ток.

Различают параллельный и последовательный резонанс. Последовательный –происходит в последовательном колебательном контуре при его подключении к напряжению со значением, совпадающим с его собственным. Параллельный, он же резонанс токов, – состоит из параллельного контура. Он усиливает силу тока, в отличие от последовательного, который увеличивает напряжение. Существует также комбинированный, последовательно-параллельный резонанс, он совмещает возможности резонанса тока и напряжения.

На этом принципе основаны так называемые высокочастотные резонансные трансформаторы, известные также как катушки Тесла. Из-за этого явления растут потенциал и сила тока, вплоть до того, что из-за ионизации атомов газа около обмотки возникают различные визуальные эффекты в виде электрической дуги и коронных разрядов.

Башня Ворденклиф (реконструкция)

Эти устройства широко применяются в радиоэлектронике, например, как усилители сигнала. Кроме того на основе открытых колебательных контуров и электрического резонанса созданы и работают антенны, обеспечивающие как связь, так и нужды армии. Резонаторы используются:

• РЛС дальнего и ближнего обзора, как усилители принимаемого отражённого сигнала;
• радиостанции;
• радиоприёмники и другие принимающие устройства.

Явление резонанса исследовалось величайшими учёными-физиками: Герцем, Н. Теслой, Т. Хардом и другими. Его пытались использовать для беспроводниковой передачи энергии и в качестве оружия.

Видео

Резонанс: польза и вред

В нашей жизни происходит много удивительных и порой непонятных явлений. Однако объяснение многих из них может быть достаточно простым, но сразу не бросающимся в глаза. Например, одна из любимейших детских забав – качание на качелях. Казалось бы, что тут сложного – все ясно и понятно. Но задумывались ли вы, почему, если правильно действовать на качели, то размах качаний будет становиться все больше и больше? Все дело в том, что действовать нужно строго в определенные моменты времени и в определенном направлении, иначе результатом действия может быть не раскачивание, а полная остановка качелей. Чтобы этого не произошло, нужно, чтобы частота внешнего воздействия совпадала с частотой колебаний самих качелей, в этом случае размах качания будет увеличиваться. Это явление называется резонансом. Давайте попробуем разобраться, что такое резонанс, где он встречается в нашей жизни и что об этом явлении нужно знать.

С точки зрения физики «резонанс» – это резкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний при совпадении собственной частоты колебательной системы с частотой внешней вынуждающей силы. Это только внешнее проявление резонанса. Внутренняя причина заключается в том, что увеличение амплитуды колебаний свидетельствует об увеличении энергии колебательной системы. Это может происходить только в том случае, если физической системе сообщается энергия извне согласно закону сохранения и изменения энергии. Следовательно, внешняя сила должна совершать положительную работу, увеличивая энергию системы. Это возможно только, когда внешняя сила является периодически изменяющейся с частотой, равной собственной частоте колебательной системы. Самый простой вариант – вариант с качелями, который мы уже описали, и который возникает во всех маятниковых системах и устройствах. Но это далеко не единственный случай применения человеком эффекта резонанса.

Резонанс, как и любое другое физическое явление, имеет как положительные, так и отрицательные последствия. Среди положительных можно выделить использование резонанса в музыкальных инструментах. Особенная форма скрипки, виолончели, контрабаса, гитары способствует резонансу стоячих звуковых волн внутри корпуса инструмента, составляющих гармонику, и музыкальный инструмент дарит любителям музыки необыкновенное звучание. Известнейшие мастера музыкальных инструментов, такие как Николо Амати, Антонио Страдивари и Андреа Гварнери, совершенствовали форму, подбирали редкие породы древесины и изготавливали специальный лак, чтобы усилить резонирующий эффект, сохранив при этом мягкость и нежность тембра. Именно поэтому каждый такой инструмент имеет свой особенный, неповторимый звук.

Помимо этого, известен способ резонансного разрушения при дроблении и измельчении горных пород и материалов. Это происходит так. При движении дробимого материала с ускорением силы инерции будут вызывать напряжения и деформации, периодически меняющие свой знак, – так называемые вынужденные колебания. Совпадение соответствующих частот вызовет резонанс, а силы трения и сопротивления воздуха будет сдерживать рост амплитуды колебаний, однако все равно она может достичь величины, значительно превышающей деформации при ускорениях, не меняющих знак. Резонанс сделает дробление и измельчение горных пород и материалов существенно эффективнее. Такую же роль резонанс играет при сверлении отверстий в бетонных стенах при помощи электрической дрели с перфоратором.

Явление резонанса мы также используем в различных устройствах, использующих радиоволны, таких как телевизоры, радиоприемники, мобильные телефоны и так далее. Радио- или телесигнал, транслируемый передающей станцией, имеет очень маленькую амплитуду. Поэтому, чтобы увидеть изображение или услышать звук, необходимо их усилить и, вместе с тем, понизить уровень шума. Это и достигается при помощи явления резонанса. Для этого нужно настроить собственную частоту приемника, в основе представляющего собой электромагнитный колебательный контур, на частоту передающей станции. При совпадении частот наступит резонанс, и амплитуда радио- или телесигнала существенно вырастет, а сопутствующие ему шумы останутся практически без изменений. Это обеспечит достаточно качественную трансляцию.

Один из видов магнитного резонанса, электронный парамагнитный резонанс, открытый в 1944 году русским физиком Е.К. Завойским, применяется при исследовании кристаллической структуры элементов, химии живых клеток, химических связей в веществах и т. д. Электроны в веществах ведут себя как микроскопические магниты. В разных веществах они переориентируются по-разному, если поместить вещество в постоянное внешнее магнитное поле и воздействовать на него радиочастотным полем. Возврат электронов к исходной ориентации сопровождается радиочастотным сигналом, который несет информацию о свойствах электронов и их окружении. Этот метод представляет собой один из видов спектроскопии.

Несмотря на все преимущества, которые можно получить при помощи резонанса, не следует забывать и об опасности, которую он способен принести. Землетрясения или сейсмические волны, а также работа сильно вибрирующих технических устройств могут вызвать разрушения части зданий или даже зданий целиком. Кроме того, землетрясения могут привести к образованию огромных резонансных волн – цунами с очень большой разрушительной силой.

Также резонанс может стать причиной разрушения мостов. Существует версия, что один из деревянных мостов Санкт-Петербурга (сейчас он каменный) действительно был разрушен воинским соединением. Как сообщали газеты того времени, подразделение двигалось на лошадях, которых пришлось впоследствии извлекать из воды. Естественно, что лошади гвардейцев двигались строем, а не как попало. Еще один мост – Такомский – висячий мост через пролив Такома-Нэрроуз в США был разрушен 7 ноября 1940 года. Причиной обрушения центрального пролета стал ветер со скоростью около 65 км/ч.

В наше время резонансные колебания, вызванные ветром, чуть не стали причиной обрушения волгоградского моста, теперь неофициально называемого «Танцующим мостом». 20 мая 2010 года ветер и волны раскачали его до такой степени, что его пришлось закрыть. При этом был слышен оглушающий скрежет многотонных металлических конструкций. Дорожное покрытие моста через Волгу в течение часа было похоже на развивающееся на ветру полотнище. Бетонные волны, по словам очевидцев, были высотой около метра. Когда мост “затанцевал”, по нему ехало несколько десятков автомашин. К счастью, мост устоял, и никто не пострадал.

Таким образом, резонанс – это очень эффективный инструмент для решения многих практических задач, но и одновременно может быть причиной серьёзных разрушений, вреда здоровью и других негативных последствий.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

Матвеева Е.В., учитель физики

ГБОУ Школа № 2095 «Покровский квартал» 

Резонанс – друг и враг

Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к определенным значениям (резонансных частот), обусловленным свойствами системы. Таким образом, причиной резонанса является совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы.

Резонанс встречается в механике, электронике, оптике, акустике, астрофизике.

Явление резонанса лежит в основе проектирования музыкальных инструментов: рояля, скрипки, флейты …

Используется явление резонанса и в электронике. Колебательный контур, состоящий из емкости и индуктивности, используется в элементах настройки и электрических фильтрах. Однако резонанс может быть и вредным, если он вызывает искажение сигнала или паразитные шумы.

Наблюдается резонанс и в космосе, когда два небесных тела, которые имеют периоды обращения, относящихся друг с другом как небольшие целые числа, делают регулярное гравитационное воздействие друг на друга, которое может стабилизировать их орбиты (орбитальный резонанс в небесной механике).

Однако наиболее часто резонанс бывает в классической и строительной механике, а также гидро- и аэромеханике. И, к ​​сожалению, во многих случаях именно тогда, когда он совершенно нежелателен.

… Известно, что военным подразделениям при прохождении мостов приписывается “сбивать ногу” и идти не строевым, а свободным шагом. Горький опыт некоторых катастроф научил военнослужащих в подобных ситуациях отходить от многовековых традиций.

Так, 12 апреля 1831 разрушился Бротонский подвесной мост через реку Ирвелл в Англии, когда по нему шел военный отряд. Частота шагов воинов, шагавших в ногу, совпала с частотой собственных колебаний моста, через которые амплитуда резко возросла, цепи оборвались, и мост рухнул в реку. Именно этот случай, в результате которого два десятка человек были травмированы, способствовал принятию в британской армии правила “идти не в ногу” при прохождении войсками мостов. По той же причине в 1850 году неподалеку от французского города Анже был разрушен подвесной цепной мост над рекой Мин длиной более ста метров, что привело к многочисленным жертвам. Также существует версия, что 1905 году в результате прохождения кавалерийского эскадрона через резонанс разрушился и Египетский мост через реку Фонтанку в Петербурге. Однако эта версия, скорее всего, безосновательна, поскольку не существует методов дрессировки значительного количества лошадей для их движения “в ногу”.

Причиной разрушения мостов из-за резонанса могут стать не только пешеходы, но и железнодорожные поезда. Для исключения резонанса моста поезд может двигаться или медленно, или на максимальной скорости (вспомните, как замедляют ход поезда метрополитена во время их движения через мост Метро в Киеве). Это обычно делается для исключения совпадения частоты ударов колес по стыкам рельсов с собственной частотой колебаний моста (по этой же причине участок рельсов на мосту часто выполняют сплошной, т.е. без стыков).

Катастрофические последствия для мостов могут послужить также и от воздействия ветра. Так, 7 ноября 1940 через игнорирование действия ветровой нагрузки на мост при его проектировании и вследствие возникновения резонанса разрушился Такомский подвесной мост общей длиной 1800 м и длиной центрального пролета 850 м (США).

С резонансом можно столкнуться не только на суше, но и на море и в воздухе. Так, при некоторых частотах вращения гребного вала в резонанс входили даже корабли. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания элементов самолета, что он полностью разрушался в воздухе.

Причиной резонанса элементов летательных аппаратов и их разрушение может стать и флаттер – сочетание самовозбуждающиеся незатухающих изгибающих и крутильных автоколебаний элементов конструкции (главным образом крыла самолета или несущего винта вертолета). Одним из путей борьбы с этим явлением является использование так называемых протифлатерных грузов.

Интересно, что крепления двигателей на пилонах крыльев самолетов – это не прихоть конструкторов и дизайнеров, а насущная необходимость, поскольку двигатели демпфирующие колебания крыла в полете воздушного судна, будучи при этом своеобразным протифлатерним грузом.

Также известны случаи, когда во время выступлений знаменитого русского певца Федора Ивановича Шаляпина часто лопались плафоны в люстрах. И происходило это опять же через резонанс, когда частота собственных колебаний стекла совпадала с частотой акустических волн, воспроизводимых певцом.

Еще более интересным фактом является то, что во время Великой Отечественной войны все тот же резонанс едва не поставил под угрозу существование единой ниточки, проходившей по льду Ладожского озера и связывала блокадный Ленинград с “большой землей”.

… Во время наведения участка Дороги жизни по Ладожскому озеру защитники Ленинграда неожиданно столкнулись с необычным явлением, когда после нормального прохождения по льду тяжелого грузовика, легкая машина, которая шла по тому же пути, нередко проваливалась под лед.

Перед учеными была поставлена ​​задача срочно разобраться с ситуацией, сложившейся и предоставить рекомендации по преодоления автомобилями ледяного покрова. В южной части Ладожского озера, под артиллерийским и минометным огнем врага гидрограф и гидротехники проводили эксперименты по определению предельных нагрузок на лед. Все выводы ученых поступали в Ледовую службу Морской обсерватории. Было изучено деформационную устойчивость льда под статической нагрузкой и данные про упругие деформации льда при распространении по льду взрывной волны. При проведении автоколонн по Ладоге наблюдались и неизвестные ранее колебания ледяного покрова: водяной волна, образовавшаяся под льдом проседала, двигалась с постоянной для определенной толщины льда и глубины водоема скоростью. Она могла опережать приложенную нагрузку или отставать от нее, но опасным было совпадения этих скоростей – тогда вода прекращала поддержку ледяного покрова, и поддержка обеспечивалась только упругими свойствами льда. При этом наступал резонанс, что приводило к разрушению льда. Это проявление резонанса было названо изгибно-гравитационной волной.

По результатам исследований для автомобилей, которые двигались по льду, были установлены определенные скорости и дистанции. Ежедневно по ледяному покрову в обе стороны перевозилось около 6 тыс. Тонн грузов, а общее количество доставленных в Ленинград по Дороге жизни грузов за весь период ее существования составила более 1 млн 615 тыс. Тонн. Также за это же время с осажденного города было эвакуировано около 1 млн 376 тыс. Его жителей.

С учетом приобретенного опыта позже был разработан резонансный метод разрушения льда, энергоемкость которого в несколько раз меньше энергоемкости традиционного разрушения ледяного покрова с помощью ледоколов и ледокольного навесного оборудования.

Как видим, резонанс может быть достаточно коварным, но укротить его и вернуть на пользу человеку вполне по силам!

Определение резонанса по Merriam-Webster

б (1) : – вибрация большой амплитуды в механической или электрической системе, вызванная относительно небольшим периодическим воздействием того же или почти такого же периода, что и период собственных колебаний системы.

(2) : состояние настройки, вызывающее резонанс в механической или электрической системе.

2а : усиление и обогащение музыкального тона дополнительной вибрацией.

c : качество богатства или разнообразия

d : качество вызова ответа какой резонанс, похоже, вызывает скандал – U.S. News & World Report

3 : звук, возникающий при перкуссии грудной клетки.

4 : концептуальное чередование химического вещества (например, молекулы или иона) между двумя или более эквивалентными разрешенными структурными представлениями, различающимися только размещением электронов, что помогает понять фактическое состояние химического вещества как объединение его возможных структур. и обычно более высокая, чем ожидалось, стабильность вида

5а : усиление реакции атома, ядра или частицы или событие рассеяния за счет возбуждения внутреннего движения в системе

6 : чрезвычайно короткоживущая элементарная частица.

7 : синхронная гравитационная взаимосвязь двух небесных тел (таких как луны), вращающихся вокруг третьего (например, планеты), которое может быть выражено как простое соотношение их орбитальных периодов.

Определение резонанса по Merriam-Webster

б : относится к резонансу или проявляет его.

3а : усилено и обогащено резонансом или как бы за счет него звонкий голос

б : отмечен грандиозностью

Что такое резонансные простые слова? – Мворганизация.org

Что такое резонансные простые слова?

Physics определяет резонанс как. Явление, при котором внешняя сила или вибрирующая система заставляет другую систему вокруг себя вибрировать с большей амплитудой при определенной рабочей частоте.

Что вы имеете в виду под резонансом?

Резонанс описывает явление увеличения амплитуды, которое возникает, когда частота периодически прикладываемой силы (или ее составляющей Фурье) равна или близка к собственной частоте системы, на которую она действует.

Какое определение резонанса лучше всего?

rĕz’ə-nəns. Фильтры. Резонанс – это способность вызывать эмоции или состояние полного и глубокого характера. Примером резонанса являются старые картинки, имеющие эмоциональную привязанность.

Какая польза от резонанса?

Важность резонанса заключается в том, что цепь может поглощать или рассеивать максимальное количество энергии при резонансе. Один практический пример используется в радиоприемнике. Многие частоты разных радиостанций одновременно попадают на антенну радиоприемника.

Что такое резонансное объяснение на примерах?

1. Резонанс – это способность системы перемещать свои пи-электроны в системе. Делокализованный электрон, когда подготавливаются структуры, способствующие явному движению, эти структуры называются резонирующими структурами. Пример: бензол проявляет резонанс.

Что такое резонанс и как он возникает?

Резонанс возникает, когда система способна хранить и легко передавать энергию между различными режимами хранения, такими как кинетическая энергия или потенциальная энергия, как в случае с простым маятником.

Что значит находить отклик у кого-то?

Вот определение слова «резонировать» из словаря Merriam-Webster: продолжать издавать громкий, чистый, глубокий звук в течение длительного времени. : иметь особое значение или важность для кого-то: влиять на кого-то или обращаться к нему в личном или эмоциональном плане.

Что значит резонанс в музыке?

Резонанс означает колебание системы с большей амплитудой, а также означает «резонанс». Резонанс – это вибрация, издающая звук изо рта.Резонансный тон необходим для сольного исполнителя, классического или любого другого стиля музыки. Резонанс используется для увеличения интенсивности тона.

Почему называется фамилия?

Фамилии изначально добавлялись к именам людей, чтобы отличать их от других людей, носивших то же имя на местном уровне, например Пекарь Роберт или Роберт в лесу. По иронии судьбы фамилия Телфорд происходит от нормандского прозвища «taille fer», что означает «режет железо», что указывает на обладателя большой силы.

Фамилия – это прозвище?

Фамилия определяется как семья или фамилия. Пример фамилии Смит, когда полное имя человека – Джон Смит. К имени человека добавляется псевдоним или эпитет. Общее имя, используемое для идентификации членов семьи, в отличие от имени каждого члена.

Какая была первая фамилия?

Самая старая фамилия в мире – КАЦ (инициалы двух слов – Коэн Цедек). Каждый Кац – священник, происходящий по непрерывной линии от Аарона, брата Моисея, 1300 г. до н. Э.С.

Что означает мое полное имя?

Фильтры. Имя, отчество и фамилия человека. имя существительное.

Ваше имя в браке ваша фамилия?

Когда человек (традиционно жена во многих культурах) принимает фамилию своего супруга, в некоторых странах это имя заменяет предыдущую фамилию человека, которая в случае жены называется девичьей фамилией (имя при рождении также используется как гендерно-нейтральный или мужской аналог девичьей фамилии), тогда как…

Что такое резонанс?

Мы часто слышим это слово, но что такое резонанс? Во-первых, чтобы объяснить, мы должны объяснить термины, которые мы будем использовать.

• Период – это время, необходимое для завершения одного цикла
• Количество циклов в одной секунде – это частота колебаний.
• Частота измеряется в Герцах, названа в честь немецкого физика XIX века Генриха Рудольфа Герца
• Один герц равен одному циклу в секунду.

Что такое резонанс?

Резонанс возникает, когда конструкция или материал естественным образом колеблются с высокой амплитудой на определенной частоте.Эта частота известна как структурная резонансная частота. Обычно структура имеет много резонансных частот.

Словарное определение резонанса дает нам –

«состояние системы, в котором в ответ на внешний стимул возникает аномально сильная вибрация, возникающая, когда частота стимула такая же или почти такая же, как собственная частота колебаний системы ».

Когда демпфирование в конструкции невелико, резонансные частоты приблизительно равны собственным частотам конструкции, которые являются частотами свободных колебаний молекул самого материала.

Кроме того, индивидуальный резонанс – это состояние, когда собственная частота конструкции или материала и частота, на которой она возбуждается, равны или почти равны. Это приводит к сильной вибрации конструкции или материала и является классическим резонансным состоянием. Это резонансное состояние часто может привести к неожиданному поведению конструкции или материала.

Самая низкая собственная частота, часто называемая основной частотой, связана с материалом, из которого сделана конструкция.Чем больше масса или плотность материала, тем ниже основная частота вибрации. Собственная частота также связана со скоростью, с которой форма волны может распространяться через конструкцию. Это во многом определяется молекулярным составом материала. Например, у газа есть много свободных молекул с высокой кинетической энергией, поэтому форма волны может быстро перемещаться через материал. В твердом теле гораздо меньше свободных молекул и он намного плотнее, поэтому форма волны движется медленнее.

Для измерения резонанса конструкции или материала с помощью системы сбора данных Prosig P8000 и программного обеспечения обработки сигналов DATS Professional необходимо прикрепить к конструкции акселерометр.Затем требуется возбуждать или стимулировать структуру с частотами, которым она обычно подвергается в течение срока службы. Например, автомобильная шина должна подвергаться воздействию частот, с которыми она будет сталкиваться во время использования. Обычно это достигается с помощью встряхивателя или большого тяжелого молотка. Шину, например, необходимо испытывать изолированно и не подключать к чему-либо еще, например, подвеске транспортного средства или ободу колеса, поскольку эти другие части имеют свои собственные резонансные частоты и затрудняют захват и анализ резонансной частоты шины.

Измеренный отклик акселерометра будет относиться к возбуждению и будет показывать только частоты, которые присутствуют в возбуждении. Возбуждение должно быть приемлемым представлением нормальных рабочих частот, применяемых к конструкции или материалу. Если структура имеет резонанс в этом диапазоне частот, в спектре отклика будет большой пик. Частота этого пика будет соответствовать одной из резонансных частот конструкции или материала.Если пик не обнаружен, то резонансные частоты лежат за пределами рабочего диапазона конструкции или материала. Чтобы найти резонансные частоты конструкции или материала, может потребоваться более широкий диапазон частот возбуждения.

Рисунок 1 показывает частотный спектр, этот спектр является реакцией структуры на ее возбуждение. Большой всплеск отчетливо виден примерно на частоте 250 Гц.

Рисунок 2 показывает частотный спектр, этот спектр, как на Рисунке 1, показывает частотную характеристику.Однако на рисунке 2 с помощью курсоров показана точная частота резонанса. В этом случае резонансная частота составляет 245 Гц.

Это означает, что эту структуру, вероятно, не следует использовать, если в течение срока службы она будет подвергаться воздействию этой частоты. На рисунке 2 также показано, что, если бы эта структура использовалась и подвергалась воздействию только частот от 300 Гц до 400 Гц или, возможно, от 0 Гц до 200 Гц, эта конкретная резонансная частота не возбуждалась, и, следовательно, конструкция не вибрировала бы аномально.

Дополнительная информация

Что такое резонанс? (часть 2) (https: // blog.prosig.com/2012/08/20/what-is-resonance-part-2/)
Что такое резонанс? (часть 3) (https://blog.prosig.com/2013/07/17/what-is-resonance-part-3/)
5 видеороликов, объясняющих резонанс (https://blog.prosig.com/2011 / 09/20/5-videos-that-объяснения-резонанса /)

Джеймс Рен был менеджером по продажам и маркетингу в Prosig Ltd до 2019 года. Джеймс окончил Портсмутский университет в 2001 году со степенью магистра электронной инженерии. Он дипломированный инженер и зарегистрированный Eur Ing.Он был вовлечен в автоспорт с самого раннего возраста и особенно интересовался сбором данных. Джеймс является одним из основателей команды Dalmeny Racing.

Учебное пособие по физике: резонанс

Цель урока 11 учебного курса по физике – развить понимание природы, свойств, поведения и математики звука и применить это понимание к анализу музыки и музыкальных инструментов. До сих пор в этом модуле применялись принципы звуковых волн к обсуждению ударов, музыкальных интервалов, акустики концертного зала, различий между шумом и музыкой, а также воспроизведения звука музыкальными инструментами.В Уроке 5 основное внимание будет уделено применению математических соотношений и концепций стоячей волны к музыкальным инструментам. Будут исследованы три основные категории инструментов: инструменты с вибрирующими струнами (которые будут включать гитарные струны, струны скрипки и струны фортепиано), инструменты с открытой воздушной колонной (которые будут включать медные инструменты, такие как тромбон, и деревянные духовые инструменты, такие как флейта и блок-флейта), а также инструменты с воздушной колонной закрытого типа (которые будут включать в себя органную трубу и флаконы оркестра pop-bottle orchestra ).Четвертая категория – вибрационные механические системы (в которую входят все ударные инструменты) – обсуждаться не будет. Эти категории инструментов могут быть необычными для некоторых; они основаны на общности их моделей стоячих волн и математических соотношениях между частотами, производимыми инструментами.

Как упоминалось в Уроке 4, музыкальные инструменты приводятся в колебательное движение с их естественной частотой, когда человек ударяет, ударяет, звенит, щиплет или каким-то образом трогает предмет.Каждая собственная частота объекта связана с одним из множества паттернов стоячих волн, с помощью которых этот объект может вибрировать. Собственные частоты музыкального инструмента иногда называют гармониками инструмента. Инструмент можно заставить вибрировать на одной из своих гармоник (с одной из его моделей стоячих волн), если другой взаимосвязанный объект толкает его с одной из этих частот. Это известно как резонанс – когда один объект вибрирует с той же собственной частотой, что и второй объект, заставляет этот второй объект совершать колебательные движения.

Слово «резонанс» происходит от латинского и означает «звучать» – звучать вместе с громким звуком. Резонанс – частая причина звукоизвлечения музыкальных инструментов. Одна из наших лучших моделей резонанса в музыкальном инструменте – это резонансная трубка (полая цилиндрическая трубка), частично заполненная водой и вызываемая вибрацией с помощью камертона. Камертон – это объект, который заставил воздух внутри резонансной трубки войти в резонанс. Поскольку зубцы камертона вибрируют на своей собственной частоте, они создают звуковые волны, которые сталкиваются с отверстием резонансной трубки.Эти падающие звуковые волны, создаваемые камертоном, заставляют воздух внутри резонансной трубки вибрировать с той же частотой. Тем не менее, в отсутствие резонанса звук этих вибраций недостаточно громкий, чтобы его можно было различить. Резонанс возникает только тогда, когда первый объект вибрирует с собственной частотой второго объекта. Таким образом, если частота, на которой вибрирует камертон, не идентична одной из собственных частот воздушного столба внутри резонансной трубки, резонанса не произойдет, и два объекта не будут издавать звук вместе с громким звуком.Но расположение уровня воды можно изменить, поднимая и опуская резервуар с водой, тем самым уменьшая или увеличивая длину столба воздуха. Как мы узнали ранее, увеличение длины колебательной системы (здесь воздух в трубке) увеличивает длину волны и снижает собственную частоту этой системы. И наоборот, уменьшение длины колебательной системы уменьшает длину волны и увеличивает собственную частоту. Таким образом, повышая и понижая уровень воды, собственная частота воздуха в трубке может быть согласована с частотой, с которой вибрирует камертон.Когда согласование достигается, камертон заставляет столб воздуха внутри резонансной трубки вибрировать с собственной частотой, и достигается резонанс. Результатом резонанса всегда является сильная вибрация, то есть громкий звук.

Еще одна распространенная физическая демонстрация, которая служит отличной моделью резонанса, – это знаменитая демонстрация «поющего жезла». В центре держится длинный полый алюминиевый стержень. Будучи профессиональным музыкантом, учитель достает канифольный пакет, чтобы подготовиться к мероприятию.Затем с большим энтузиазмом он / она медленно проводит рукой по длине алюминиевого стержня, заставляя его издавать громкий звук. Это пример резонанса. Когда рука скользит по поверхности алюминиевого стержня, трение между рукой и стержнем вызывает колебания алюминия. Колебания алюминия заставляют воздушный столб внутри стержня колебаться с собственной частотой. Согласование колебаний столба воздуха с одной из собственных частот поющего стержня вызывает резонанс.Результатом резонанса всегда является сильная вибрация, то есть громкий звук.

Знакомый шум моря , который слышен, когда морская ракушка подносится к уху, также объясняется резонансом. Даже в кажущейся тихой комнате есть звуковые волны с разными частотами. Эти звуки в основном неслышны из-за их низкой интенсивности. Этот так называемый фоновый шум наполняет морскую ракушку, вызывая колебания внутри ракушки.Но у морской ракушки есть набор собственных частот, на которых она будет вибрировать. Если одна из частот в комнате заставляет воздух внутри ракушки вибрировать с собственной частотой, возникает резонансная ситуация. И всегда результатом резонанса является сильная вибрация, то есть громкий звук. На самом деле звук достаточно громкий, чтобы его можно было услышать. Поэтому в следующий раз, когда вы услышите звук моря в морской раковине, помните, что все, что вы слышите, – это усиление одной из множества фоновых частот в комнате.

Музыкальные инструменты воспроизводят выбранные звуки таким же образом. Медные инструменты обычно состоят из мундштука, прикрепленного к длинной трубке, наполненной воздухом. Трубку часто изгибают, чтобы уменьшить размер инструмента. Металлическая трубка служит лишь контейнером для столба воздуха. Именно вибрации этой колонны производят звуки, которые мы слышим.Длину вибрирующего столба воздуха внутри трубки можно регулировать, сдвигая трубку для увеличения и уменьшения ее длины, или открывая и закрывая отверстия, расположенные вдоль трубки, чтобы контролировать, где воздух входит и выходит из трубки. Медные духовые инструменты включают в себя вдувание воздуха в мундштук. Вибрации губ относительно мундштука создают диапазон частот. Одна из частот в диапазоне частот соответствует одной из собственных частот воздушного столба внутри медного инструмента.Это заставляет воздух внутри колонны испытывать резонансные колебания. Результатом резонанса всегда является сильная вибрация, то есть громкий звук.

Деревянные духовые инструменты работают аналогичным образом. Только источником вибраций являются не губы музыканта, соприкасающиеся с мундштуком, а вибрация трости или деревянной полоски. Работа деревянных духовых инструментов часто моделируется на уроках физики с помощью пластиковой соломинки. Концы соломки обрезаются ножницами, образуя конический язычок , .Когда воздух проходит через тростник, тростник вибрирует, создавая турбулентность с диапазоном частот колебаний. Когда частота колебаний язычка совпадает с частотой колебаний столба воздуха в соломе, возникает резонанс. И еще раз, результатом резонанса является сильная вибрация – язычок и столб воздуха излучаются вместе, создавая громкий звук. Как будто этого было недостаточно, длину соломинки обычно сокращают, отрезая небольшие кусочки от противоположного конца. По мере того как соломинка (и столб воздуха, который в ней содержится) укорачивается, длина волны уменьшается, а частота увеличивается.По мере укорачивания соломы наблюдаются все более высокие шаги. Деревянные духовые инструменты издают звуки, похожие на соломенную демонстрацию. Вибрирующий язычок заставляет столб воздуха вибрировать на одной из собственных частот. Только для духовых инструментов длина столба воздуха регулируется путем открытия и закрытия отверстий в металлической трубке (поскольку трубки немного трудно разрезать и их слишком дорого заменять каждый раз, когда их разрезают).

Резонанс – причина образования звука в музыкальных инструментах.В оставшейся части Урока 5 математика стоячих волн будет применена для понимания того, как резонирующие струны и воздушные колонны создают свои определенные частоты.

Резонанс в предложении (особенно хорошее предложение, например, цитата, пословица …)

1. Ее голос имел странный и волнующий резонанс .

2. Его слова будут иметь резонанс для многих музыкантов.

3. Игра на пианино создает резонанс в этих стеклянных украшениях.

4. Его голос потерял резонанс ; он был напряженным и напряженным.

5. Фильм имел для меня особый эмоциональный резонанс .

6. Он имел некий торфяной резонанс .

7. Только то, что является точным, имеет резонанс , писал он.

8. Аккорды арфы добавляют великолепный резонанс струнам пиццикато.

9.Предметный указатель. %%% Описание: Магнитный резонанс уже давно продемонстрировал свою огромную универсальность во многих областях науки.

10. Это явление, известное как резонанс Ферми , возникает из-за смешения двух колебательно-возбужденных состояний.

11. Для эмоционального резонанса флаги настолько сильны, насколько может быть четырехугольник из ткани.

12. Эти сомнения должны были найти более широкий резонанс в двадцатом веке.

13.Но мощный резонанс морского млекопитающего, выдыхающего через свое дыхало, снова достигает моих ушей.

14. Аналогичные выводы можно сделать из исследований резонанса ядерного магнитного спина – работы, которая также требует проверки.

15. Циклотрон резонанс в клетках человеческого тела Sabberton, Southampton, p8-15, 1990. 2.

16. И, конечно же, дал совершенно новый резонанс фразе room service.

17. Это может быть связано с циклотронным резонансом , индуцированным в клетках человеческого тела слабыми электромагнитными полями.

18. Опять же, эти слова имеют определенный резонанс для ядерного века.

19. Кроме того, исследователи провели сканирование женских ног с помощью магнитного резонанса и , чтобы выявить увеличение размера мышц.

20. Максимальный резонанс возникает при определенном сочетании частоты микроволн и напряженности магнитного поля.

21. Идеи порядка, безопасности, семьи, религии и страны имели для них такой же резонанс , как и для Михаила.

22. В процессе они, кажется, теряют свой эмоциональный резонанс , больше не выражая реальность, которую практикующие изначально пытались уловить.

23. В пределах его слышимости было множество банок разной степени наполненности и с разным резонансом .

24. Особый интерес представляют четко представленные разделы, посвященные спектральным скачкам, и экспериментам по односпиновому магнитному резонансу .

25. Марфа и Мария, сестры Лазаря, являются центральными фигурами в евангельской истории, имеющей особое значение для католических женщин.

26. Ватикан, я должен сказать, не так уж и плох, когда он заполнен и резонанс уменьшен.

27. Все чаще даты серии U используются в сочетании с датами с электронным спином резонанса с использованием тех же материалов .sentencedict.com

28. Такие всеобъемлющие изобретения, как транзистор, рентгеновские лучи и ядерный магнитный резонанс Все спектроскопии попадают в эту категорию.

29. Кейсы, которые он выбирает для использования со своими учениками, имеют особый резонанс с их жизнями.

30. Буквально за эти несколько дней название приобрело резонанс , ощущение рокового события.

резонанс – WordReference.com Словарь английского языка