С ВОБОДНЫЕ И ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ. РЕЗОНАНС - презентация

1 С ВОБОДНЫЕ И ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ. Р ЕЗОНАНС

2 М ИР КОЛЕБАНИЙ Колебания – один из самых распространенных процессов в природе и технике. крылья насекомых и птиц в полете, высотные здания и высоковольтные провода под действием ветра, маятник заведенных часов и автомобиль на рессорах во время движения уровень реки в течение года и температура человеческого тела при болезни.

3 К ОЛЕБАНИЯ В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ сердце легкие Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.

4 КОЛЕБАНИЯ Незатухающие колебания -колебания, происходящие с постоянной во времени амплитудой.

5 Свободные (собственные) колебания- колебания, которые совершает система около положения устойчивого равновесия под действием внутренних сил после того, как она была выведена из состояния равновесия и предоставлена самой себе. Примеры свободных механических колебаний: Пружинный маятник. Математический маятник.

6 Затухающие колебания - колебания, амплитуда которых уменьшается с течение времени вследствие потери энергии колебательной системой.

7 Систему называют диссипативной (от лат. Dissipation-рассеяние), если ее механическая энергия с течением времени уменьшается за счет превращения ее во внутреннюю энергию.

8

9 В РЕД И ПОЛЬЗА РЕЗОНАНСА Использование: Растворение порошкового молока в воде. Резонаторы в музыкальных инструментах. Магнитно-резонансное обследование организма. Раскачивание качелей. Раскачивание языка колокола. Резонансные замки и ключи. Вред: Разрушение сооружений. Обрыв проводов. Расплескивание воды из ведра. Раскачивание вагона на стыках рельсов. Вибрации в трубопроводах. Раскачивание груза на подъёмном кране.

10 СПОСОБ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕЗОНАНСА 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. )

11 СПОСОБ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕЗОНАНСА В странах Востока, например в Японии, во время землетрясения часто бывало так, что разрушались железобетонные здания, стальные мосты, а деревянные пагоды стояли как ни в чем ни бывало. В чем был секрет пагод? Секрет пагод на хорошем изобретательском уровне: внутри каждой пагоды древние строители подвешивали сверху вниз длинную деревянную балку с грузом на конце. Частоту колебаний этого своеобразного маятника подбирали такой, что во время землетрясения он раскачивался в противофазе с самой постройкой, помогая гасить колебания.

12 СПОСОБ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕЗОНАНСА Во многих городах мира строятся небоскребы высотой в десятки метров. Железобетонный каркас супер небоскребов должен выдерживать на большой высоте напор ветра, дующего со скоростью 150 км/час. Как предотвратить раскачивание зданий? В одном из нью-йоркских небоскребов на верхнем этаже установлен скользящий противовес массой 365 тонн, который нейтрализует воздействие ветровой нагрузки и демпфирует колебания здания. В Японии одна из строительных компаний реализовала более простое решение: на крыше небоскреба устанавливается огромный резервуар с водой. Из-за огромной массы и инерционности жидкость реагирует на сотрясения с запозданием. Колебания здания нейтрализуются и в значительной степени гасятся.

13 О БРУШЕНИЕ МОСТОВ С резонансом можно встретиться и тогда, когда это совсем нежелательно. Так, например, в 1750 году близ города Анжера во Франции через цепной мост длиной 102 м шел в ногу отряд солдат. Частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста. Из-за этого размахи колебаний моста резко увеличились, и цепи оборвались. Мост обрушился в реку. В 1830 году по той же причине обрушился подвесной мост около Манчестера в Англии, когда по нему маршировал военный отряд. В 1906 году из-за резонанса разрушился и так называемый Егитпетский мост в Петербурге, по которому проходил кавалерийский эскадрон. Теперь для предотвращения подобных случаев войсковым частям приказывают сбить ногу и идти не строевым, а вольным шагом. Чтобы избежать резонанса при переезде поезда через мост, он проходит его либо на медленном ходу, либо на максимальной скорости ( чтобы частота ударов колес о стыки рельсов не оказалась равной собственной частоте моста). С резонансом можно встретиться не только на суше, но и в море и даже в воздухе. Так, например, при некоторых частотах вращения гребного вала в резонанс входили целые корабли. А на заре развития авиации некоторые авиационные двигатели вызывали столь сильные резонансные колебания частей самолета, что он разваливался в воздухе.

14 Спасибо за внимание