Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика



Pdf көрінісі
бет28/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 13. РезонансОбратим теперь внимание на а м п л и т у д у

вынужденных колебаний груза в том опыте, который описан

в предыдущем параграфе. При различных скоростях вращения

ручки, т. е. при различных периодах вынуждающей силы, эта

амплитуда далеко не одинакова.

Если мы будем вращать ручку очень медленно, скажем, де-

лать один оборот за 3–5 с, то груз вместе с пружиной будет

перемещаться вверх и вниз так же, как и точка A. Таким

образом, амплитуда вынужденных колебаний груза будет почти

такая же, как и амплитуда точки A (рис. 25). При более быстром

вращении груз начнет колебаться сильнее. Размах вынужденных

колебаний станет очень большим — в несколько раз больше

амплитуды точки A, — если период вращения ручки, т. е. период

силы, сделать близким к собственному периоду колебаний груза

на пружине. Однако при еще более быстром вращении ручки мы

2*



36

Гл. I. Основные понятия. Механические колебания

увидим, что амплитуда вынужденных колебаний опять становит-

ся меньше. Очень быстрое вращение ручки оставит груз почти

неподвижным.

То же самое легко наблюдать и на вынужденных колебани-

ях маятника. Периодическую силу в этом случае проще всего

создать посредством покачивания стойки, на которой подвешен

маятник.


Эти и многочисленные аналогичные опыты показывают, что

при действии периодической силы на колебательную систему

особенное значение имеет случай, когда период изменения силы

совпадает с периодом свободных колебаний системы.

Совпадение периода свободных колебаний системы с пери-

одом внешней силы, действующей на эту систему, называется



резонансом. Таким образом, амплитуда вынужденного колеба-

ния достигает наибольшего значения при резонансе.

Явления, возникающие при резонансе (например, установ-

ление максимальной амплитуды вынужденных колебаний), на-

зывают резонансными явлениями. Про силу, период которой

совпадает с периодом свободных колебаний и которая вызывает

тем самым наибольшую раскачку, наибольший «отклик» коле-

бательной системы, говорят, что она д е й с т в у е т в р е з о-

н а н с. Про систему, период которой равен периоду силы, гово-

рят, что она н а с т р о е н а в р е з о н а н с. Разумеется, если

Рис. 26. Демонстрация резо-

нанса на маятниках

затухание мало, так что пери-

од свободных колебаний близок

к собственному периоду (§ 11),

под резонансной настройкой мож-

но понимать совпадение периода

вынуждающей силы с собствен-

ным периодом.

Явление резонанса наглядно

демонстрируется

и

следующим



простым опытом. На рейке подве-

шен массивный маятник и лег-

кие маятники

р а з н о й

дли-

ны, т. е. р а з л и ч н ы х периодов



(рис. 26).

Заставим маятник качать-

ся в плоскости, перпендикулярной

к рейке. Его качания вызовут пе-

риодическое изгибание рейки, так что на все остальные маятни-

ки через их точки подвеса будет действовать сила с периодом

маятника 1. Мы увидим при этом, что маятники и 3, у которых



Гл. I. Основные понятия. Механические колебания

37

периоды наиболее отличаются от периода маятника 1, останутся



почти неподвижными, т. е. их амплитуды будут очень малы.

Маятники и 5, более близкие по своим периодам к маятни-

ку 1, будут колебаться с немного большей амплитудой. Нако-

нец, маятники и 7, имеющие ту же длину, что и маятник 1,

т. е. настроенные в резонанс, раскачиваются до очень большой

амплитуды.





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет