Проект "Резонанс"

Резонанс

Фоминых Н.А., учитель физики

Цель проекта:

Узнать информацию о явлении резонанса (что это такое, как оно проявляется, где его используют).

Задачи проекта:

Научиться работать с литературой, выделять главное из большого количества информации.

Резона́нс - частотно-избирательный отклик колебательной системы на периодическое внешнее воздействие, который проявляется в резком увеличении амплитуды стационарных колебаний при совпадении частоты внешнего воздействия с определёнными значениями, характерными для данной системы.

Под действием резонанса колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие внешней силы.

Резонанс можно описать следующим образом:

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

Суть явления резонанса в физике состоит в том, что амплитуда колебаний резко возрастает при совпадении частоты воздействия на систему с собственной частотой системы.

Частота колебаний измеряется в герцах (1 Гц) и обозначает количество колебаний в секунду. Например, частота колебаний в 20 Гц говорит о том, что тело совершает 20 колебаний в одну секунду.

Резонировать могут любые упругие физические тела — твердые, жидкие, газообразные.

Главным условием резонанса является наличие у тела собственной резонансной частоты.

Явление резонанса впервые было описано Галилео Галилеем в 1602 г. в работах, посвященных исследованию маятников и музыкальных струн.

Раскачивание человека на качелях — типичный пример резонанса.

Нагруженное колебание, маятник, имеет собственную частоту колебаний, свою резонансную частоту и сопротивляется давлению с большей или меньшей скоростью.

Колебания характеризуются амплитудой и частотой.

Для качелей амплитуда колебаний - это максимальная высота, на которую взлетают качели.

Также мы можем раскачивать качели медленно или быстро. В зависимости от этого будет меняться частота колебаний.

Когда мы раскачиваем качели, периодически раскачивая систему с определенной силой, она совершает вынужденные колебания.

Толкая качели в определенный момент и с определенной периодичностью можно довольно сильно раскачать их, прилагая совсем немного усилий.

Это и будет резонанс: частота наших воздействий совпадает с частотой колебаний качелей и амплитуда колебаний увеличивается.

Резонанс.

• .

Резонанс.

• .и

Возьмём гитару. Само по себе звучание струн гитары будет тихим и почти неслышным. Однако струны неспроста устанавливают над корпусом – резонатором.

Попав внутрь корпуса, звук от колебаний струны усиливается, а тот, кто держит гитару, может почувствовать, как она начинает слегка «трястись», вибрировать от ударов по струнам. Иными словами, резонировать.

Действие микроволновки также основано на резонансе. В данном случае резонанс происходит в молекулах воды, которые поглощают излучение СВЧ (2,450 ГГц). Как следствие, молекулы входят в резонанс, колеблются сильнее, а температура пищи повышается.

Резонанс.

• .

Резонанс является одним из важнейших физический явлений, без которого невозможно представить человеческий мир. Но при этом он имеет как положительные, так и отрицательные последствия.

Плюсы:

• в музыкальных инструментах придает неповторимое и уникальное звучание таким инструментам, как гитара, скрипка, виолончель;
• применяется в устройствах, использующих радиоволны, таких как радиоприемник, телевизор, телефон;
• используется во всех маятниковых механизмах, включая качели;
• способ резонансного разрушения применяется для дробления горных пород — при движении дробимого материала силы инерции вызывают напряжение, вынуждающее колебаться материал;
• используется в медицине (магнитно-резонансное обследование организма).

Минусы:

• необратимые разрушения сооружений во время землетрясения или под воздействием сейсмических волн;
• разрушительные цунами, образованные от резонансных волн в результате землетрясения;
• может стать причиной крушения мостов, где внешним раздражителем выступает просто сильный ветер;
• авиационные двигатели могут вызывать резонансные колебания элементов самолета, приводя к неполадкам и крушениям;
• вредное влияние на организм человека, например, при прослушивании очень громкой музыки в наушниках;
• может стать причиной обрыва проводов.

Известны случаи, когда мост, по которому маршировали солдаты, входил в резонанс от строевого шага, раскачивался и разрушался. Кстати, именно поэтому сейчас при переходе через мост солдатам положено идти вольным шагом, а не в ногу.

Египетский мост в Санкт-Петербурге, разрушившийся из-за резонанса.

Еще один известный пример отрицательного воздействия на мост произошел в Америке в 1940 году.

Двухкилометровый Такомский подвесной мост колебался и сгибался на ветру, что, в результате, привело к тому, что он разрушился во время очередной бури спустя четыре месяца эксплуатации.

Резонанс.

• .

Используемые

Интернет-ресурсы:

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Резонанс
• https://zaochnik.ru/blog/rezonans-v-fizike-dlya-chajnikov/
• https://blog.fenix.help/zalipatelnaya-nauka/yavleniye-rezonansa-v-fizike
• https://ktonanovenkogo.ru/voprosy-i-otvety/rezonans-chto-ehto-takoe-prostymi-slovami.html
• https://yandex.ru/images/search