Физика 9 класс Резонанс механических колебаний.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Резонанс механических колебаний.

9 класс

Учитель физики

И.В.Торопчина

Лицей №7

г. Бердск

Резонанс

• Сильное  раскачивание железнодорожного вагона при случайном совпадении его собственной частоты колебаний на рессорах с частотой ударов колес на стыках рельсов.

Резонанс

• Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при равенстве частот вынуждающей силы и собственной частоты колебательной системы называется резонансом.

График зависимости амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы

Амплитуда установившихся

вынужденных колебаний

достигает своего

наибольшего значения при

условии, что частота v

вынуждающей силы равна

собственной частоте v 0

колебательной системы

Понятие резонанса применимо только к вынужденным колебаниям.

• При подталкивании качелей в направлении их движения энергия колебательной системы пополняется.

Отрицательные свойства резонанса:

• Разрушение сооружений.
• Обрыв проводов.
• Расплескивание воды из ведра.
• Раскачивание вагона на стыках рельсов.
• Вибрации в трубопроводах.
• Раскачивание груза на подъёмном кране.

Полезные свойства резонанса:

• Растворение порошкового молока в воде.
• Резонаторы в музыкальных инструментах.
• Магнитно-резонансное обследование организма.
• Раскачивание качелей.
• Выталкивание машины, когда она застряла.
• Раскачивание языка колокола.

Явление резонанса может приводить к крупным разрушениям.

• 1908 год Россия Санкт-Петербург Египетский Мост через реку Фонтанку сильно раскачался и обрушился, когда по нему проходил маршевым шагом кавалерийский эскадрон.

Явление резонанса может приводить к крупным разрушениям.

• Самый яркий пример разрушительного действия резонанса — это рухнувший 7 ноября 1940 года почти двухкилометровый Такомский подвесной мост в США (штат Вашингтон

Как предотвратить раскачивание зданий?

• Во многих городах мира строятся небоскребы высотой в десятки метров. Железобетонный каркас небоскребов должен выдерживать на большой высоте напор ветра, дующего со скоростью 150 км/час. В одном из Нью-йоркских небоскребов на верхнем этаже установлен скользящий противовес массой 365 тонн, который нейтрализует воздействие ветровой нагрузки и демпфирует колебания здания.

Как предотвратить раскачивание зданий?

• 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.

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.

• 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).

Домашнее задание

§27. Упр.26

Спасибо за внимание!