قدرت طنین زیاد طنین یک پدیده فیزیکی است
ما اغلب کلمه طنین را می شنویم: "طنین عمومی" ، "رویدادی که باعث طنین شد" ، "فرکانس طنین". عبارات کاملاً آشنا و رایج. اما آیا می توانید دقیقا بگویید طنین چیست؟
اگر پاسخ از روی دندان های شما برگشت ، ما واقعاً به شما افتخار می کنیم! خوب ، اگر موضوع "طنین در فیزیک" س questionsالاتی را ایجاد کند ، ما به شما توصیه می کنیم مقاله ما را بخوانید ، جایی که ما در مورد پدیده ای مانند رزونانس به طور واضح و مختصر توضیح خواهیم داد.
قبل از صحبت در مورد رزونانس ، باید ارتعاشات و فرکانس آنها را بفهمید.
نوسان و فرکانس
نوسانات فرآیند تغییر حالات سیستم ، تکرار در زمان و وقوع در نقطه نقطه تعادل است.
ساده ترین مثال ارتعاشات نوسان است. ما آن را به دلیلی ذکر می کنیم ، این مثال برای درک ماهیت پدیده طنین در آینده هنوز برای ما مفید خواهد بود.
رزونانس تنها در مواردی رخ می دهد که ارتعاش وجود دارد. و مهم نیست که چه نوع ارتعاشی هستند - ارتعاشات ولتاژ الکتریکی ، ارتعاشات صوتی ، یا فقط ارتعاشات مکانیکی.
در شکل زیر نوسانات را می توان توضیح داد.
راستی! برای خوانندگان ما ، اکنون 10 discount تخفیف در نظر گرفته شده است هر نوع کار
نوسانات با دامنه و فرکانس مشخص می شوند. برای چرخشی که قبلاً در بالا ذکر شد ، دامنه ارتعاش حداکثر ارتفاعی است که نوسان از آن بلند می شود. ما همچنین می توانیم نوسان را به آرامی یا سریع بچرخانیم. بسته به این ، فرکانس ارتعاش تغییر می کند.
فرکانس نوسان (اندازه گیری شده با هرتز) تعداد نوسانات در واحد زمان است. 1 هرتز یک نوسان در یک ثانیه است.
هنگامی که ما یک نوسان را تاب می دهیم ، به صورت دوره ای سیستم را با نیروی خاصی می چرخانیم (در این مورد ، نوسان یک سیستم نوسانی است) ، ارتعاشات اجباری ایجاد می کند. افزایش دامنه نوسانات را می توان با عملکرد خاصی بر روی این سیستم به دست آورد.
با فشار دادن چرخش در یک لحظه خاص و با یک فرکانس خاص ، می توانید آن را کاملاً قوی بچرخانید و تلاش بسیار کمی انجام دهید. این یک طنین خواهد بود: فرکانس ضربه های ما با فرکانس ارتعاش نوسان و دامنه ارتعاشات افزایش می یابد
ماهیت پدیده طنین
رزونانس در فیزیک یک پاسخ گزینشی فرکانس یک سیستم نوسانی به یک تأثیر خارجی دوره ای است ، که خود را با افزایش شدید دامنه نوسانات ثابت هنگامی که فراوانی یک تأثیر خارجی با مقادیر مشخصه مشخصه یک سیستم معین منطبق می شود ، نشان می دهد. به
مواردی وجود دارد که پل ، که سربازان در امتداد آن حرکت می کردند ، از مرحله راهپیمایی وارد طنین انداز شد ، تاب خورد و فرو ریخت. به هر حال ، به همین دلیل است که در حال حاضر ، هنگام عبور از پل ، سربازان قرار است با سرعت آزاد راه بروند و نه در قدم.ماهیت پدیده رزونانس در فیزیک این است که دامنه نوسانات زمانی افزایش می یابد که فرکانس عمل بر روی سیستم با فرکانس طبیعی سیستم مطابقت داشته باشد.
نمونه هایی از طنین
پدیده رزونانس در انواع فرایندهای فیزیکی مشاهده می شود. به عنوان مثال ، طنین صدا. بیایید یک گیتار برداریم. به خودی خود ، صدای سیم های گیتار آرام و تقریباً شنیدنی نخواهد بود. با این حال ، رشته ها به دلایلی در بالای بدنه تشدید کننده نصب شده اند. هنگامی که در داخل بدن قرار می گیرد ، صدای ارتعاشات سیم تقویت می شود و کسی که گیتار را در دست دارد می تواند احساس کند که چگونه کمی "تکان" می خورد و از ضربه زدن به سیم ها ارتعاش می کند. به عبارت دیگر ، طنین انداز شوید.
مثال دیگری از مشاهده رزونانس که با آن مواجه می شویم ، حلقه هایی روی آب است. اگر دو سنگ به داخل آب بیندازید ، امواج عبوری از آنها به هم می رسند و افزایش می یابد.
عمل مایکروویو نیز بر اساس رزونانس است. در این حالت ، رزونانس در مولکول های آب که تابش مایکروویو را جذب می کنند (2.450 گیگاهرتز) رخ می دهد. در نتیجه ، مولکول ها طنین انداز می شوند ، بیشتر ارتعاش می کنند و دمای غذا افزایش می یابد.
طنین می تواند هم مفید و هم مضر باشد. و خواندن مقاله و همچنین کمک به خدمات دانشجویی ما در شرایط دشوار یادگیری ، فقط به نفع شما خواهد بود. اگر در طول دوره آموزشی نیاز به مقابله با فیزیک رزونانس مغناطیسی دارید ، می توانید با خیال راحت با شرکت ما برای کمک سریع و واجد شرایط تماس بگیرید.
در نهایت ، پیشنهاد می کنیم ویدیویی با موضوع "طنین" تماشا کنید و مطمئن شوید که علم می تواند سرگرم کننده و جالب باشد. خدمات ما در هر کاری به شما کمک می کند: از مقاله "اینترنت و جرایم سایبری" گرفته تا دوره ای در زمینه فیزیک ارتعاشات یا مقاله ای در مورد ادبیات.
زیر سم اسکادران سواره
ریزش پل مصری بر روی رودخانه فونتانکا در سن پترزبورگ.
تصور کنید که شما روی یک پل چوبی نوسان دار ایستاده اید. واضح است که اگر با نوسان پل به موقع شروع به تکان خوردن کنید ، پل حتی بیشتر شروع به نوسان می کند.
پل های مدرن واقعی نیز ، در واقع ، به طور نامحسوس با چشم غیر مسلح تکان می خورند. معماران می دانند که پدیده رزونانس (یعنی همزمانی فرکانس طبیعی با فرکانس یک محرک خارجی) می تواند منجر به عواقب فاجعه آمیزی شود.
پل زنجیره ای مصری بر فراز فونتانکا
بنابراین ، در 2 فوریه 1905 ، پل مصر در شهر سن پترزبورگ ، هنگامی که اسکادران سواره از آن عبور کرد ، فرو ریخت. اعتقاد بر این است که علت این حادثه این بود که سواران با اسب سواری ، با ارتعاشات طبیعی پل طنین انداز شدند.
در درس فیزیک مدرسه ، وقتی پدیده طنین را مطالعه می کنند ، اغلب نمونه ای از این تخریب را ارائه می دهند ، زمانی که اسکادران هنگ گارد اسب در یک جهت "قدم به قدم" از روی پل می گذراند ، و 11 سورتمه همراه با ارابه نورد در جهت مخالف. جهت.
معمولاً یک نیروی نظامی 120 قدم در دقیقه می گذارد و این فرکانس (2 هرتز) با فرکانس ارتعاشات طبیعی سازه همزمان شد. با هر مرحله ، دامنه نوسانات دهانه افزایش می یابد و در نهایت ، پل نمی تواند آن را تحمل کند. پل طنین انداز شد و فرو ریخت. این یکی از پنج پل معلق در شهر بود.
کل کفپوش پل ، همراه با نرده ها و بستها ، زنجیرها را شکست و قسمتی از تکیه گاه چدنی را شکست ، یخ را شکست و به انتهای رودخانه ختم شد.
خوشبختانه تلفات جانی نداشت ، همه موفق شدند به ساحل بروند. بر اساس اطلاعات رسمی ، این حادثه تلفات جانی نداشته است.
متعاقباً ، ارتش از عبور پل ها در پا منع شد. حتی یک دستور ویژه نیز وجود داشت: "از زمان خارج شو!"
پل مصری بر روی رودخانه فونتانکا نام این پل از طراحی عجیب آن گرفته شده است.
در حال حاضر ، ابوالهول تنها چیزی است که از پل اول باقی مانده است. اکنون این پل نه زنجیره ای است و نه معلق.
و در سال 1940 ، بر اثر ارتعاشات رزونانس ، پل تاکوما در ایالات متحده فرو ریخت. عکس نحوه "پیچ خوردن" او را نشان می دهد.
در دوره فیزیک مدرسه ، گفته می شود که سربازان ، هنگام عبور از روی پل ، باید راهپیمایی را متوقف کرده و با سرعت معمول خود راه بروند. این اقدامات احتیاطی برای چیست؟ این فرمان به سربازان داده می شود تا پل را خراب نکنند. واقعیت این است که اگر فرکانس پل با فرکانس مرحله حرکت مطابقت داشته باشد ، ممکن است پل در نتیجه رزونانس حاصله فرو ریزد. و گاهی این اتفاق می افتد ...
معمولی ترین طنین
بنابراین رزونانس چیست؟ به صورت ساده ، رزونانس یک رابطه هماهنگ بین ارتعاشات مختلف است. بنابراین ، با ارتعاش ماشین آلات و مکانیزم ها ، شل شدن خود به خود مهره ها رخ می دهد. یا اگر دو گیتار به طور هماهنگ تنظیم شوند ، ارزش ضربه زدن به سیم یک گیتار را دارد ، زیرا همان سیم گیتار دیگر بلافاصله بدون هیچ دخالت شروع به لرزش می کند و دقیقاً همان صدا را ایجاد می کند. برای اطمینان از پدیده رزونانس ، چنین آزمایشی انجام شد. در فاصله معینی از یکدیگر ، دو پیانو نصب و با سیم فلزی به هم متصل شدند. سپس یکی از آنها این یا آن قطعه موسیقی را اجرا کرد. و دومین پیانوی بزرگ شروع به تکرار همان ملودی کرد ، اگرچه کسی آن را لمس نکرد.
فیودور چالیاپین معروف به گونه ای آواز خواند که لامپ ها در سالن کنسرت خرد شد. این به این دلیل بود که فرکانس ارتعاش صدای او با فرکانس ارتعاش لامپ های شیشه ای مطابقت داشت. رزونانس از قوانین فضا یا زمان پیروی نمی کند. به نظر می رسد که او اهل جهان دیگری است و تابع قوانین زمینی نیست. رزونانس به این دلیل اتفاق نمی افتد که اجسام در کنار یکدیگر قرار دارند ، زیرا آنها دارای ارتباط هارمونیک خاصی هستند. این اجسام ممکن است هزاران کیلومتر با یکدیگر فاصله داشته باشند ، اما ارتباط نامرئی بین آنها باقی خواهد ماند.
علاوه بر این ، دانشمندان و محققانی که در این شاخه از فیزیک کار می کنند استدلال می کنند که هر چیزی که هم در جهان و هم در ساختارهای جداگانه آن ، به عنوان مثال در زمین وجود دارد ، تابع قوانین تشدید است. در اینجا مثالی از نحوه عملکرد طنین در روابط انسانی آورده شده است. شخص اغلب با افرادی مانند خود ارتباط برقرار می کند - روشنفکران با روشنفکران ، مست ها با مست ها و غیره. با همان اصل ، مردم خود را شریک زندگی می دانند.
اصل عملکرد طنین در دوران باستان توسط متفکر یونانی هرمس تریسمیگستوس تدوین شد ، بدون آنکه حتی بداند چه قانونی را کشف می کند: "مانند مانند خود را به خود جذب می کند." با توجه به ارتعاشات زمین ، فقط ساختارهایی وجود دارند که از مواد طبیعی و طبیعی ساخته شده اند ، به عنوان مثال. ساخته شده از چوب ، سنگ و غیره اینها شامل ، برای مثال ، همه اهرام زمین هستند. بنابراین ، در صورت وقوع فاجعه جهانی یا تغییر قطب ها ، آنها می توانند مقاومت کنند و دوام بیاورند ، در حالی که همه اجسام ساخته شده از مواد مصنوعی به طور کامل از بین می روند.
طنین زیاد جنبه های مرموز زیادی دارد. بنابراین ، اگر از جهانهای موازی به عنوان یک واقعیت عینی صحبت کنیم ، گاهی اوقات حضور نمایندگان این جهانها را روی خود احساس می کنیم و حتی احساس می کنیم. یکی از نشانه های موازی جهان ها این است که خطوط موازی تلاقی نمی کنند ، با این حال ، گاهی اوقات رعایت نمی شود و با این وجود جهان آنها با جهان زمینی ما تلاقی می کند. ظاهراً این به این دلیل است که در مرز دو جهان ارتعاش طنین خاصی رخ می دهد و اصل موازی سازی را نقض می کند.
رزونانس تسلا و شومن
یکی از کاشفان خواص شگفت انگیز و قبلاً ناشناخته طنین ، دانشمند و مخترع معروف آمریکایی نیکلا تسلا بود. اصل طنین و ارتعاشات به معنای واقعی کلمه در تمام اکتشافات و اختراعات تسلا نهفته است. نیویورک ، 1898. نیکولا تسلا با انجام آزمایش دیگری دستگاه را روشن کرد و شروع به مشاهده نحوه لرزش منبع آب تحت تأثیر سونوگرافی کرد ، سپس ارتعاش به دیوارها گسترش یافت ، سپس کل ساختمان ارتعاش کرد. بیشتر و بیشتر ارتعاش می کرد! برای دانشمند روشن شد - لحظه ای دیگر ، و غیر قابل جبران اتفاق خواهد افتاد. دیگر زمانی برای اندیشیدن باقی نمانده بود و تسلا در حالی که چکش در دست داشت ، به فرزند خود فکر کرد. بعداً به نیکولا فاش شد که او تقریباً کل بلوک را نابود کرد. او متوجه شد که حتی کوچکترین ارتعاش ، اگر اجازه ندهد از بین برود ، می تواند وحشتناک ترین تخریب را ایجاد کند. بنابراین طنین انتخاباتی باز شد!
پس از این حادثه ، تسلا به خبرنگاران گفت: "برای یادگیری اسرار جهان ، باید در مورد انرژی ها ، فرکانس ها و ارتعاشات فکر کرد. با استفاده از اصل رزونانس ، در چند هفته می توانم چنین ارتعاشاتی را در پوسته زمین ایجاد کنم که صدها پا می افتد و بالا می رود و رودخانه ها را از کانال ها بیرون می اندازد ... ". بعداً تسلا استدلال کرد که اگر رزونانس متناظر با ارتعاشات پوسته زمین را شروع کنید ، می تواند کل سیاره را تکه تکه کند. در سال 1915 ، تسلا گزارش داد که دستگاه وی قادر است در هر فاصله ای باعث ویرانی شود. "من قبلاً یک فرستنده بی سیم ساخته ام که با آن می توانیم انرژی الکتریکی را در هر مقداری در هر فاصله ارسال کنیم." بنابراین یکی از نسخه های انفجار تونگوسکا را می توان با خیال راحت نتیجه آزمایش نیکولا تسلا با رزوناتور مورد علاقه خود نامید. اما آیا تسلا می تواند انرژی را به مکان خاصی هدایت کند؟ دیمیتری استربکوف ، دکترای علوم فنی مطمئن است که این امر کاملاً واقع بینانه است - با داشتن دو رادار ، می توانید هر جسمی را روی زمین تعمیر کنید.
پس از نیم قرن تحقیق ، فیزیکدان آلمانی اتو شومان به کار خود ادامه داد. وی با همکاری هربرت کونیگ ، پزشک ، امواج الکترومغناطیسی ایستاده را که بین یونوسفر و سطح زمین واقع شده است ، کشف کرد. به هر حال ، در سال 2011 ، امواج شومان توسط یک ماهواره فضایی در ارتفاع 850 کیلومتری ثبت شد. این فضا زمین است ، یک طنین کروی بزرگ. متعاقباً این امواج را امواج شومان نامیدند. اگر این موج ، با ایجاد انقلابی در سراسر جهان ، مجدداً با مرحله خود همزمان شده و با آن طنین انداز شود ، آنگاه برای مدت بسیار طولانی وجود خواهد داشت. هربرت کنیا همچنین اظهار داشت که فرکانس این موج با محدوده امواج آلفا مغز انسان همزمان است.
بنابراین ، یک فرد در داخل چنین طنینی زندگی می کند ، به همین دلیل امواج شومان ریتم های بیولوژیکی او را تثبیت می کند و فعالیت های حیاتی را عادی می کند. این امواج ، که برای ما ضروری هستند ، توسط فرآیندهای مغناطیسی روی خورشید و تخلیه رعد و برق برانگیخته می شوند. عدم وجود یا فعالیت ضعیف امواج می تواند باعث بی نظمی ، سرگیجه ، سردرد شود. این امر به ویژه برای افراد مسن و بیماران مزمن حاد است.
با توجه به وخامت زیست محیطی زمین ، که امروزه در حال رخ دادن است ، فرکانس شومان ممکن است بدتر تغییر کند. و سپس بدن فیزیکی فرد می تواند تماس خود را با تابش فرکانس زمین از دست بدهد ، که مملو از پیامدهای فاجعه بار است. اما تا زمانی که مردم ارزشهای اخلاقی و اخلاقی جهانی انسان را رعایت کنند ، بر برنامه های تعیین شده در آنها تأثیر منفی نخواهند گذاشت ، با تابش زمین و امواج شومان در طنین انداز خواهند بود. با تحقق منظم چنین شرایطی ، عصر طلایی ذکر شده توسط نوستراداموس ممکن است در زمین آغاز شود.
ماشین CHERONIMUS
یک دستگاه نسبتاً منحصر به فرد توسط Gallen Haeronimus ، مهندس الکترونیک آمریکایی اختراع شد. این شامل یک اندو ویبراتور و یک صفحه فلزی است. دستگاه Gallen Haeronimus ثبت اختراع ایالات متحده شماره 2482؟ 773 را در سال 1948 دریافت کرد. جوهر اختراع او این است که "اپراتور" مغز خود را با این یا آن شخص تنظیم می کند و با ایجاد طنین ، انگشتان خود را در امتداد یک دیافراگم لاستیکی مخصوص می چرخاند.
Chaeronimus به نوبت عکس هایی از فضانوردان آپولو 11 که به سمت ماه حرکت می کردند را در دستگاه مخصوص "ماشین زمان" خود قرار داد. بنابراین ، او می تواند وضعیت فضانوردان را در طول پرواز کنترل کند. از این گزارش: "... مهمترین و ترسناک ترین چیز این است که ماه توسط کمربندی احاطه شده است که دوزهای کشنده ای از تابش را منتشر می کند. در حدود 65 مایلی از سطح ماه امتداد یافته و 15 پا از فعالیت خود را آغاز می کند. این حالت تا زمانی که روی سطح ماه قرار داشتند ادامه داشت. "
"من یک رزوناتور فکری اختراع کرده ام!"
ژرژ د لا وار ، استاد فیزیک از آکسفورد ، آزمایشات اسرارآمیز خود را انجام داد ، گاهی اوقات برای ماه ها دیوارهای آزمایشگاه را ترک نمی کرد. سرانجام ، زمانی فرا رسید که او به طور رسمی فریاد زد: "من طنین انداز افکار را اختراع کرده ام!" قابلیت های طنین انداز تنها منحصر به فرد نبوده - نه در زمان و نه در مکان محدود شده است!
در یک زمان ، دانشمند به این نتیجه رسید که تقریباً همه اجسام تابش الکترومغناطیسی را در اطراف خود پخش می کنند. علاوه بر این ، فرکانس های بخشی از این شی با فرکانس های کل شی یکسان است. این در درجه اول نشان داد که ارتباط بین آنها ، مهم نیست که چقدر از یکدیگر فاصله دارند از بین نمی رود. به همین ترتیب ، عکس این یا آن شخص با اصل آن ارتباط تنگاتنگی دارد.
و د لا وار راهی برای عکاسی از اجسام همراه با تابش آنها پیدا کرد - برای این منظور او یک دوربین ویژه اختراع کرد. پروفسور با مطالعه عکسهای بدست آمده توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که تحت شرایط خاصی این اجسام دارای تفاوتهای ناچیز با تصویر عکاسی آنها هستند. "عکس ها وضعیت اجسام را به موقع نشان می دهد ،" فکرش جرقه زد ، "و اگر از رزوناتور نیز استفاده کنید ، عکس ها بی انتها خواهند شد!" آزمایش های منحصر به فرد آغاز شد. در یکی از آنها ، دلا ور فیلمبرداری شد. ... روز عروسی خودش. او دو لوله آزمایش را با خون خود و خون همسرش پر کرد و با آرامش نشسته ، از نظر روانی سال دور 1929 - سال عروسی آنها را تصور کرد و روی کرکره کلیک کرد ...
عکس خودش و همسرش را نشان می داد - جوان و شاد. و با موفقیت شگفت انگیز ، د لا ور شروع کرد به قرار دادن قطره های خون کسانی که از بیماری های جدی رنج می بردند. پس از عکاسی ، تصاویر اندام های آسیب دیده را بررسی کردم. اکنون این اختراع توسط پزشکان پذیرفته شده است و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی نامیده می شود.
در اینجا آنچه مخترع در این باره می گوید: "خون تنها ماشین زمان در حال کار است و توسط افکار انسان کنترل می شود. افکار ما تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس های خاص هستند و قلب انسان ها ، جنین ها فرکانس های مشابهی دارند. همه چیزهایی که در جریان زمان ، به افکار ما پاسخ می دهد. " باید بگویم که کشف او سهم بسزایی در علم پزشکی قانونی داشت. با عکاسی از خون مظنون و قربانی او در قسمت تشدیدکننده ، می توانید عکس های مفصلی از جنایت دریافت کنید.
قانون جهانی تشدید فضا
جهان با کهکشانها ، ستارگان و سیارات بیشمار خود یک محیط الکترومغناطیسی است و یکی از قوانین آن قانون تشدیدهای ساده و پیچیده است. اغلب ، علت اصلی فاجعه ها و فجایع زمینی در طنین دو یا چند چرخه کیهانی نهفته است. به طور کلی پذیرفته شده است که اگر این چرخه ها بیش از 3 ساعت در زمان تغییر کنند ، طنین انداز هستند. در روزهای طنین ، زمین لرزه ها ، فوران های آتشفشانی ، طوفان ها ، همه گیری ها ، و همچنین تغییرات ناگهانی و ناگهانی آب و هوا در زمین آغاز می شود. علاوه بر این ، تعداد حوادث هوانوردی ، راه آهن و دریا در حال افزایش است و کار رایانه ها مختل می شود. در مورد افراد ، آنها دچار اختلال در عملکرد مغز و روان می شوند.
در 10 آوریل 2010 ، یک هواپیما با رئیس جمهور لهستان کاچینسکی و همسرش در یک فرودگاه نظامی در منطقه اسمولنسک سقوط کرد. در مجموع 96 نفر در هواپیمای Tu -134 بودند - هیچکدام زنده نماندند. لخ کاچینسکی آن روز قرار بود از قبرستان کاتین در نزدیکی اسمولنسک دیدن کند.
ولادیمیر پلسکاچ ، متخصص طنین و بیوریتم ، مطمئن است که این فاجعه نتیجه یک طنین قدرتمند است که به دلیل نسبت ویژه ریتم های زیستی مسافران هواپیما و همه عزاداران صادقانه بوجود آمده است. به عبارت دیگر ، مسافران هواپیمای رئیس جمهور بودند که قلب و روح آنها غمگین و دردمند هموطنانشان بود که در بهار 1940 در کاتین جان باختند. اما آنچه اتفاق افتاد - اتفاق افتاد! ولادیمیر تمام تلاش خود را برای دفاع از افتخار قربانیان به همراه تمام خلبانانی که در این فاجعه افراطی به نظر رسیدند ، به کار گرفت. در اینجا هواپیمای سقوط کرده را می توان با پل فروریخته مقایسه کرد.
ولادیمیر لوتوخین
به اصلی
فیزیکدانان مدلی را توسعه داده اند که می تواند برای برآورد تعداد بحرانی عابران پیاده روی پل ، که منجر به چرخش شدید می شود ، مورد استفاده قرار گیرد. به گفته نویسندگان مطالعه منتشر شده در علم پیشرفت می کند، مدل ارائه شده توسط آنها امکان ساخت پل های عابر پیاده ایمن در آینده را می دهد.
علیرغم این واقعیت که در طراحی پلهای معلق عابران در حال حاضر از پیشرفته ترین بسته های مدل سازی رایانه استفاده می شود ، هنوز شرایطی وجود دارد که به دلیل تعداد زیاد عابران پیاده روی پل ، ناگهان شروع به تکان دادن شدید می کند. گاهی اوقات این ارتعاشات می توانند آنقدر قوی باشند که باعث موقعیت های ناامن و تخریب بخشی از سازه ها شوند. برجسته ترین نمونه ها افتتاح پل سولفرینو در پاریس در سال 1999 یا پل هزاره ای در لندن است که به طور منظم در حال چرخش بود و باید به زودی پس از افتتاح بازسازی می شد.
پل نوسان دار یک سیستم نوسانی کلاسیک است که در آن عابران پیاده منبع منابع دوره ای خارجی هستند. وقتی فرکانس طبیعی نوسانات پل با فرکانس نیروی خارجی منطبق شود ، سیستم طنین انداز می شود و دامنه نوسان به شدت افزایش می یابد. اگر منابع نیروی خارجی زیادی وجود داشته باشد و همه آنها فرکانس یکسانی داشته باشند (یعنی عابران پیاده تعداد یکسانی از گام ها را در بازه های زمانی یکسان بردارند) ، ممکن است همگام سازی فاز همچنان بین آنها رخ دهد ، هنگامی که همه شروع به قدم زدن در همان زمان. این همگام سازی فاز است که معمولاً به عنوان اصلی در طراحی نامیده می شود ، که منجر به بروز نوسانات طنین بر روی پل های واقعی می شود. علیرغم فوری بودن مشکل ، همه مدلهای قبلی که چنین مکانیزمی را توصیف می کردند نمی توانستند اثر آستانه این پدیده را توضیح دهند: وقتی تعداد عابران پیاده کمتر از حد بحرانی باشد ، پل تقریباً تاب نمی خورد ، اما به محض اینکه تعداد عابران پیاده روی در پا از مقدار مشخصی فراتر می رود ، افزایش شدید دامنه تردید متقابل.
گروهی از فیزیکدانان ایالات متحده و روسیه به سرپرستی ایگور بیلیخ از دانشگاه جورجیا مدل جدیدی را پیشنهاد کردند که در کنار سایر پارامترها ، بیومکانیک بدن انسان را در زمان انجام این مرحله در نظر می گیرد. در سیستم مورد بررسی ، خود پل یک سیستم نوسانی است که در آن نوسانات عمودی میرایی تحت عمل عابران پیاده روی رخ می دهد. برای توصیف یک شخص پیاده روی ، دو مدل بیومکانیکی (مدل کامل تر و ساده تر آن) در نظر گرفته شد ، که در نظر گرفته می شود که در پاسخ به نوسان عمودی پل ، فرد به پهلو کج می شود و بنابراین نوسانات جانبی را تحریک می کند.
نمودار سیستم فیزیکی مورد بررسی در سمت چپ پلی وجود دارد که در آن عابران پیاده روی ارتعاشات آن را تحریک می کنند ، در سمت راست - شخصی که به حرکت پل واکنش نشان می دهد و در نتیجه باعث ارتعاشات جانبی آن می شود
I. Belykh و همکاران / پیشرفت های علمی
هیچ راه حل تحلیلی دقیقی برای سیستم معادلات حاصله وجود ندارد ؛ بنابراین ، نویسندگان برای یافتن راه حل ها از روش های عددی استفاده کردند. برخلاف مدلهای قبلی ، مدل پیشنهادی منجر به ظهور یک اثر آستانه شد. اگر همه عابران پیاده قدم بردارند ، با افزایش تعداد افراد روی پل ، ناگهان ناپایداری می تواند رخ دهد. برای تأیید کار این مدل ، فیزیکدانان آن را برای توصیف تزلزل پل هزاره لندن آزمایش کردند ، که تعداد دقیق افرادی که باعث ایجاد طنین شده اند - 165 نفر.
در همان زمان ، همان تأثیر در مورد زمانی که سرعت عابران پیاده مختلف متفاوت بود مشاهده شد ، که این مدل را بیشتر به واقعیت نزدیک می کند. علاوه بر این ، مشخص شد که وجود همگام سازی فاز تنها برای نوسان پل های بسیار سنگین (مانند همان پل هزاره ، که وزن آن حدود 130 تن است) با دامنه زیاد بسیار مهم است. تحریک نوسانات با دامنه کوچک حتی بدون هماهنگ سازی فاز امکان پذیر است. چنین مواردی در واقعیت نیز مشاهده شده است و دانشمندان یکی از مکانیسم های احتمالی تحریک ارتعاشات ، حتی تنها منبع را ، تغییر سرعت یک قدم هنگام حرکت در طول پل می نامند.
در کار خود ، فیزیکدانان ابراز امیدواری کردند که مدل پیشنهادی آنها در آینده برای طراحی دقیق تر تعلیق ایمن و پل های عابر پیاده مورد استفاده قرار گیرد.
در حال حاضر روش های مختلفی برای تشخیص آسیب هایی که بر روی پل های بزرگ ظاهر می شوند ، بر اساس مطالعه ویژگی های مکانیکی و شناسایی عیوب با استفاده از سونوگرافی استفاده می شود. اخیراً از هواپیماهای بدون سرنشین برای بازرسی پل ها ، از جمله قسمت های زیر آب آنها استفاده شده است.
الکساندر دوبوف
قبل از آشنایی با پدیده های طنین ، باید اصطلاحات فیزیکی مرتبط با آن را مطالعه کرد. تعداد آنها زیاد نیست ، بنابراین به خاطر سپردن و درک معنای آنها دشوار نخواهد بود. بنابراین ، اول از همه چیز
دامنه و فرکانس حرکت چیست؟
حیاط معمولی را تصور کنید ، جایی که کودک روی تاب می نشیند و پاهایش را تکان می دهد تا تاب بخورد. در لحظه ای که او موفق به نوسان می شود و آنها از یک طرف به طرف دیگر می رسند ، می توانید دامنه و فرکانس حرکت را محاسبه کنید.
دامنه طولانی ترین انحراف از نقطه ای است که بدن در تعادل بود. اگر مثال خود را از چرخش بگیریم ، دامنه را می توان بالاترین نقطه ای دانست که کودک به آن تاب خورده است.
و فرکانس تعداد ارتعاشات یا حرکات ارتعاشی در واحد زمان است. فرکانس بر حسب هرتز (1 هرتز = 1 نوسان در ثانیه) اندازه گیری می شود. بیایید به چرخش خود بازگردیم: اگر یک کودک فقط نیمی از کل طول تاب را در 1 ثانیه بگذراند ، فرکانس آن برابر 0.5 هرتز خواهد بود.
فرکانس چگونه با رزونانس ارتباط دارد؟
ما قبلاً دریافته ایم که فرکانس تعداد ارتعاشات یک جسم را در یک ثانیه مشخص می کند. اکنون تصور کنید که یک بزرگسال با فشار دادن بارها و بارها به یک کودک کم تاب کمک می کند تا تاب بخورد. در این حالت ، این ضربه ها نیز فرکانس خاص خود را دارند که دامنه نوسان سیستم "چرخش کودک" را افزایش یا کاهش می دهد.
فرض کنید یک بزرگسال در حالی که به سمت او حرکت می کند یک چرخش را فشار می دهد ، در این حالت فرکانس دامنه حرکت را افزایش نمی دهد. یعنی ، یک نیروی خارجی (در این مورد ، تکان ها) نوسان سیستم را افزایش نمی دهد.
اگر فرکانس نوسان بزرگسال از نظر عددی با فرکانس نوسان خود برابر باشد ، ممکن است طنین ایجاد شود. به عبارت دیگر ، یک مثال رزونانس ، همزمانی فرکانس خود سیستم با فرکانس نوسانات اجباری است. منطقی است تصور کنیم که فرکانس و رزونانس به هم مرتبط هستند.
کجا می توانید نمونه ای از طنین را ببینید؟
درک این نکته ضروری است که نمونه هایی از تجلی رزونانس تقریباً در همه زمینه های فیزیک از امواج صوتی گرفته تا الکتریسیته یافت می شود. معنای رزونانس این است که وقتی فرکانس نیروی محرکه برابر فرکانس طبیعی سیستم باشد ، در آن لحظه به بالاترین مقدار خود می رسد.
مثال بعدی طنین به درک ماهیت می پردازد. فرض کنید شما روی تخته نازکی که روی رودخانه انداخته اید قدم می زنید. هنگامی که فرکانس مراحل شما با فرکانس یا دوره کل سیستم (مرد-تخته) مطابقت داشته باشد ، تخته شروع به نوسان شدید می کند (خم شدن به بالا و پایین). اگر به حرکت خود در همان مراحل ادامه دهید ، رزونانس باعث دامنه قوی ارتعاشات هیئت مدیره می شود که از مقدار مجاز سیستم فراتر می رود و این در نهایت منجر به خرابی اجتناب ناپذیر پل می شود.
همچنین زمینه هایی از فیزیک وجود دارد که می توانید از پدیده رزونانس مفید استفاده کنید. مثالها ممکن است شما را شگفت زده کنند ، زیرا ما معمولاً از آن بصورت بصری استفاده می کنیم ، حتی بدون اینکه از جنبه علمی موضوع مطلع باشیم. بنابراین ، برای مثال ، ما از رزونانس استفاده می کنیم وقتی می خواهیم خودرویی را از سوراخ خارج کنیم. به یاد داشته باشید ، ساده ترین راه برای دستیابی به نتایج تنها زمانی است که خودرو را در حال حرکت به جلو فشار دهید. این مثال رزونانس ، دامنه حرکت را تقویت می کند و در نتیجه به بیرون کشیدن خودرو کمک می کند.
نمونه هایی از تشدید مضر
نمی توان گفت کدام طنین بیشتر در زندگی ما رخ می دهد: برای ما خوب یا مضر. تاریخ بسیاری از پیامدهای هولناک پدیده طنین را می داند. در اینجا مشهورترین رویدادهایی وجود دارد که در آنها می توان نمونه ای از طنین را مشاهده کرد.
- در فرانسه ، در شهر آنژه ، در سال 1750 ، گروهی از سربازان قدم به قدم از روی یک پل زنجیره ای عبور کردند. هنگامی که فرکانس مراحل آنها با فرکانس پل همزمان شد ، نوسان (دامنه) به شدت افزایش یافت. طنین انداز شد و زنجیرها پاره شد و پل به رودخانه سقوط کرد.
- مواردی وجود داشته است که در روستاها خانه ای به دلیل رانندگی کامیون در جاده اصلی تخریب شد.
همانطور که می بینید ، رزونانس می تواند عواقب بسیار خطرناکی داشته باشد ، به همین دلیل مهندسان باید خواص اجسام ساختمان را با دقت مطالعه کرده و فرکانس ارتعاش آنها را به درستی محاسبه کنند.
طنین مفید
طنین تنها به عواقب ناگوار محدود نمی شود. با مطالعه دقیق جهان پیرامون ، می توان نتایج خوب و مفید طنین برای یک فرد را مشاهده کرد. در اینجا یک مثال واضح از طنین وجود دارد که به افراد اجازه می دهد لذت زیبایی را دریافت کنند.
دستگاه بسیاری از آلات موسیقی بر اساس اصل طنین کار می کند. ویولن بگیرید: بدن و سیم یک سیستم نوسانی واحد را تشکیل می دهند که در داخل آن یک سنجاق وجود دارد. از طریق آن است که فرکانس های ارتعاش از طبقه بالا به طبقه پایین منتقل می شود. هنگامی که لوتیر کمان را در امتداد ریسمان حرکت می دهد ، دومی ، مانند یک تیر ، بر اصطکاک سطح رزین غلبه می کند و در جهت مخالف پرواز می کند (در ناحیه مخالف شروع به حرکت می کند). رزونانس تولید شده و به کابینت منتقل می شود. و در داخل آن سوراخ های خاصی وجود دارد - حفره های f ، که از طریق آنها رزونانس بیرون می آید. به این ترتیب در بسیاری از سازهای زهی (گیتار ، چنگ ، ویولنسل و ...) کنترل می شود.