Свободные и вынужденные колебания

1.

Характеристики свободных вибраций:
•Они возникают, когда тело, способное вибрировать, выводят из его
нормального положения равновесия, а затем отпускают.
•Частота вибрации зависит от тела и называется собственной частотой.
•Частота вибрации равна собственной частоте тела.
•Амплитуда вибрации большая.
•Вибрация продолжается еще некоторое время после снятия внешней силы.
•Пример: колебания маятника.

2.

Вынужденные колебания
— это колебания, возникающие в теле при приложении к нему внешней
периодической силы с частотой, в норме отличной от собственной
частоты тела.
Характеристики вынужденных вибраций:
•Они возникают при действии на тело внешней периодической силы.
•Частота вибрации такая же, как и частота внешней периодической силы.
•Частота вибрации отличается от собственной частоты тела.
•Амплитуда вибрации небольшая.
•Амплитуда становится равной нулю, как только внешняя сила удаляется.
•Пример: вибрирующий камертон на деревянном ящике, музыкальный инструмент
с декой или ящиком.

3.

Вынужденные вибрации
Они создаются внешней
периодической силой любой частоты.
Резонанс
Они создаются внешней
периодической силой, частота
которой равна собственной частоте
тела.
Частота вибрации отличается от
собственной частоты тела.
Частота вибрации равна собственной
частоте тела.
Амплитуда вибрации небольшая.
Амплитуда вибрации большая.
Вибрация прекращается, как только
прекращается внешнее воздействие.
Вибрация продолжается еще
некоторое время после снятия
внешней силы.

4.

Преимущества резонанса:
•Резонанс полезен для определения неизвестной частоты.
•Резонанс полезен для увеличения интенсивности звука музыкальных
инструментов.
•Резонанс полезен для настройки радиоприемника на любую желаемую
частоту.
•Резонанс полезен для анализа музыкальных нот.
Когда скорость самолета увеличивается, его
различные части вынуждены вибрировать, что
опасно для конструкции самолета.

5.

Почему солдатам приказывают не шагать строем при переходе моста?
Солдаты, идущие по мосту, делают шаги с определенной частотой и заставляют
мост вибрировать с частотой шагов.
Если вынужденная частота на мосту равна собственной частоте колебаний моста, то
мост приводится в резонансные колебания.
Из-за резонанса мост вибрирует с большей амплитудой и из-за этого может
разрушиться.
[3]
Из-за ритмичных аплодисментов зрителей может обрушиться крыша стадиона.
Когда зрители ритмично хлопают, они делают это с определенной частотой и
заставляют вибрировать крышу стадиона с частотой хлопков.
Если вынужденная частота на крыше стадиона равна собственной частоте колебаний
крыши стадиона, то крыша стадиона приводится в резонансные колебания.
Из-за резонанса крыша стадиона вибрирует с большей амплитудой и из-за этого
может рухнуть.
[3]

6.

•Отрицательным эффектом резонанса может быть эффект удара волн о
скалу. Вибрация кинетической энергии волны резонирует через поверхность скалы,
вызывая трещины, и в конечном итоге большие плиты скалы падают в море.
•В автокатастрофе пассажир может получить травму из-за сильного удара грудью о
ремень безопасности. Вибрация может лопнуть кровеносные сосуды. Ушибы кожи
или внутренних органов, такие как сотрясение мозга, могут быть вызваны вибрацией
движения.
•Если в человека выстрелили пулей, то резонанс удара пули по телу может вызвать
разжижение внутренних органов, это также может произойти, если вы находитесь
рядом с громким взрывом. Вибрация взрыва - лопнет кровеносные сосуды и
разжижит некоторые органы.
•Когда строители моста ошибаются, и ветер заставляет его резонировать на своей
собственной частоте, заставляя его разорваться на части, как мост Такома в 1940 году.
•Разбивание стекла при воспроизведении высокочастотного звука.