Grande potere di risonanza. La risonanza è un fenomeno fisico

Si sente spesso la parola risonanza: "risonanza pubblica", "l'evento che ha causato la risonanza", "frequenza di risonanza". Frasi abbastanza familiari e di tutti i giorni. Ma puoi dire esattamente cos'è la risonanza?

Se la risposta ti è rimbalzata sui denti, siamo davvero orgogliosi di te! Bene, se l'argomento "risonanza in fisica" solleva domande, allora ti consigliamo di leggere il nostro articolo, dove descriviamo in dettaglio, chiaramente e brevemente un fenomeno come la risonanza.

Prima di parlare di risonanza, è necessario capire cosa sono le vibrazioni e la loro frequenza.

Oscillazione e frequenza

Le oscillazioni sono il processo di modifica degli stati del sistema, che si ripete nel tempo e si verifica attorno al punto di equilibrio.

L'esempio più semplice di vibrazioni è l'oscillazione. Lo citiamo per un motivo, questo esempio ci sarà comunque utile per comprendere l'essenza del fenomeno della risonanza in futuro.

La risonanza può verificarsi solo dove ci sono vibrazioni. E non importa che tipo di vibrazioni siano - vibrazioni di tensione elettrica, vibrazioni sonore o solo vibrazioni meccaniche.

Nella figura seguente, descriviamo quali possono essere le fluttuazioni.

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Le oscillazioni sono caratterizzate da ampiezza e frequenza. Per l'altalena già menzionata sopra, l'ampiezza della vibrazione è l'altezza massima alla quale l'altalena decolla. Possiamo anche far oscillare l'altalena lentamente o rapidamente. A seconda di ciò, la frequenza di vibrazione cambierà.

La frequenza di oscillazione (misurata in Hertz) è il numero di oscillazioni per unità di tempo. 1 Hertz è un'oscillazione in un secondo.

Quando oscilliamo un'altalena, facendo oscillare periodicamente il sistema con una certa forza (in questo caso, l'oscillazione è un sistema oscillatorio), produce vibrazioni forzate. Un aumento dell'ampiezza delle oscillazioni può essere ottenuto agendo su questo sistema in un certo modo.

Spingendo l'altalena in un certo momento e con una certa frequenza, si può dondolare abbastanza forte, facendo pochissimo sforzo.Questa sarà una risonanza: la frequenza dei nostri impatti coincide con la frequenza della vibrazione dell'altalena e l'ampiezza del le vibrazioni aumentano.

L'essenza del fenomeno della risonanza

La risonanza in fisica è una risposta selettiva in frequenza di un sistema oscillatorio a un'influenza esterna periodica, che si manifesta in un forte aumento dell'ampiezza delle oscillazioni stazionarie quando la frequenza di un'influenza esterna coincide con determinati valori caratteristici di un dato sistema .

L'essenza del fenomeno della risonanza in fisica è che l'ampiezza delle oscillazioni aumenta bruscamente quando la frequenza di azione sul sistema coincide con la frequenza naturale del sistema.

Ci sono casi in cui il ponte, lungo il quale marciavano i soldati, è entrato in risonanza dal passo di marcia, ha oscillato e è crollato. A proposito, ecco perché ora, quando attraversano il ponte, i soldati dovrebbero camminare a passo libero e non al passo.

Esempi di risonanza

Il fenomeno della risonanza è osservato in una varietà di processi fisici. Ad esempio, risonanza sonora. Prendiamo una chitarra. Di per sé, il suono delle corde della chitarra sarà silenzioso e quasi impercettibile. Tuttavia, le stringhe sono installate sopra il corpo del risonatore per un motivo. Una volta all'interno del corpo, il suono delle vibrazioni della corda viene amplificato e chi tiene la chitarra può sentire come inizia a "scuotere" leggermente, vibrare percuotendo le corde. In altre parole, risuonare.

Un altro esempio di osservazione di risonanza che incontriamo sono i cerchi sull'acqua. Se lanci due pietre nell'acqua, le onde che passano da loro si incontreranno e aumenteranno.

Anche l'azione delle microonde si basa sulla risonanza. In questo caso, la risonanza si verifica nelle molecole d'acqua, che assorbono le radiazioni a microonde (2.450 GHz). Di conseguenza, le molecole entrano in risonanza, vibrano di più e la temperatura del cibo aumenta.

La risonanza può essere sia benefica che dannosa. E leggere l'articolo, oltre ad aiutare il nostro servizio studenti in situazioni di apprendimento difficili, ti sarà solo di beneficio. Se durante lo svolgimento dei corsi hai bisogno di affrontare la fisica della risonanza magnetica, puoi tranquillamente contattare la nostra azienda per un aiuto rapido e qualificato.

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sotto gli zoccoli di uno squadrone di cavalleria

crollo del ponte egiziano sul fiume Fontanka a San Pietroburgo.

Immagina di trovarti su un ponte a doghe di legno oscillante. È chiaro che se inizi a oscillare a tempo con l'oscillazione del ponte, il ponte inizierà a oscillare ancora di più.

Anche i veri ponti moderni, infatti, oscillano impercettibilmente a occhio nudo. Gli architetti sanno che il fenomeno della risonanza (cioè la coincidenza di una frequenza naturale con la frequenza di uno stimolo esterno) può portare a conseguenze catastrofiche.

Ponte delle catene egiziano sul Fontanka

Così, il 2 febbraio 1905, il ponte egiziano crollò nella città di San Pietroburgo, quando uno squadrone di cavalleria lo attraversò. Si ritiene che la causa dell'incidente sia stata il fatto che i cavalieri, saltellando a cavallo, siano entrati in risonanza con le vibrazioni naturali del ponte.
Alle lezioni di fisica scolastica, quando studiano il fenomeno della risonanza, danno spesso un esempio di questa distruzione, quando uno squadrone del reggimento delle Guardie a Cavallo camminava "al passo" attraverso il ponte in una direzione e 11 slitte con aurighi nell'altra direzione.
Solitamente un distaccamento dei militari fa 120 passi al minuto, e questa frequenza (2 Hz) coincideva con la frequenza delle vibrazioni naturali della struttura. Ad ogni passo, l'ampiezza delle oscillazioni della campata aumentava e, infine, il ponte non poteva sopportarlo. Il ponte ha risuonato ed è crollato. Era uno dei cinque ponti sospesi della città.
L'intera pavimentazione del ponte, insieme alle ringhiere e ai fissaggi, rompendo le catene e rompendo parte del supporto in ghisa, ruppe il ghiaccio e finì sul fondo del fiume.
Fortunatamente non ci sono state vittime, tutti sono riusciti a scendere a terra. Secondo le informazioni ufficiali, non ci sono state vittime gravi.
Successivamente, ai militari fu vietato di attraversare i ponti in gamba. C'era anche un comando speciale: "Esci dal tempo!"

Ponte egiziano sul fiume Fontanka. Il ponte ha preso il nome dal suo particolare design.

Attualmente, le sfingi sono tutto ciò che resta del primo ponte. Ora questo ponte non è né catena né sospeso.

E nel 1940, a causa di vibrazioni risonanti, il ponte Tacoma negli Stati Uniti crollò. La foto mostra come era "contorto".

Nel corso di fisica della scuola, si dice che i soldati, passando in formazione attraverso il ponte, devono smettere di marciare e camminare al loro solito passo. A cosa servono queste precauzioni? Questo comando è dato ai soldati per non distruggere il ponte. Il fatto è che se la frequenza del ponte coincide con la frequenza del passo di marcia, il ponte potrebbe crollare a causa della risonanza risultante. E questo a volte accade...

LA RISONANZA PI ORDINARIA

Allora cos'è la risonanza? In una forma semplificata, la risonanza è una relazione armoniosa tra diverse vibrazioni. Quindi, con la vibrazione di macchine e meccanismi, si verifica lo svitamento spontaneo dei dadi. Oppure se due chitarre sono accordate all'unisono, allora vale la pena colpire la corda di una chitarra, poiché la stessa corda dell'altra chitarra inizierà immediatamente a vibrare senza alcun intervento, emettendo esattamente lo stesso suono. Per essere convinti del fenomeno della risonanza, è stato effettuato un tale esperimento. Ad una certa distanza l'uno dall'altro, sono stati installati due pianoforti e collegati con un filo metallico. Poi uno di loro ha eseguito questo o quel brano musicale. E il secondo pianoforte a coda cominciò a ripetere la stessa melodia, anche se nessuno la toccava.

Il famoso Fëdor Chaliapin ha cantato in modo tale che le lampadine si sono frantumate nella sala da concerto. Questo perché la frequenza di vibrazione della sua voce coincideva con la frequenza di vibrazione delle lampade di vetro. La risonanza non obbedisce alle leggi dello spazio o del tempo. Sembra provenire da un altro mondo, non soggetto alle leggi terrene. La risonanza non si verifica perché gli oggetti sono uno accanto all'altro, perché hanno una certa connessione armonica. Questi oggetti possono essere a migliaia di chilometri di distanza, ma la connessione invisibile tra loro rimarrà.

Inoltre, scienziati e ricercatori che lavorano in questo ramo della fisica sostengono che tutto ciò che è sia nell'Universo che nelle sue singole strutture, ad esempio sulla Terra, è soggetto alle leggi della risonanza. Ecco un esempio di come funziona la risonanza nelle relazioni umane. Una persona comunica più spesso con persone come lui: intellettuali con intellettuali, ubriaconi con ubriaconi, ecc. Con lo stesso principio, le persone si trovano un compagno di vita.

Il principio di funzionamento della risonanza nell'antichità fu formulato dal pensatore greco Ermete Trismegisto, senza nemmeno sapere quale legge scopra: "Il simile attira a sé il simile". In risonanza con le vibrazioni della Terra, ci sono solo quelle strutture che sono fatte di materiali naturali, naturali, ad es. in legno, pietra, ecc. Questi includono, ad esempio, tutte le piramidi della Terra. Pertanto, in caso di cataclismi globali o di spostamento dei poli, possono resistere e persistere, mentre tutti gli oggetti fatti di materiale artificiale saranno completamente distrutti.

Ci sono molti aspetti misteriosi della risonanza. Quindi, se parliamo di mondi paralleli come una realtà oggettiva, a volte sentiamo e persino sentiamo la presenza di rappresentanti di questi mondi su noi stessi. Uno dei segni del parallelismo dei mondi è che le linee parallele non si intersecano, tuttavia, a volte non vengono osservate e i loro mondi si intersecano tuttavia con il nostro mondo terreno. Apparentemente, ciò è dovuto al fatto che al confine dei due mondi si verifica una certa vibrazione risonante e viola il principio del parallelismo.

RISONANZE DI TESLA E SCHUMAN

Uno degli scopritori delle straordinarie e inesplorate proprietà della risonanza fu il famoso scienziato e inventore americano Nikola Tesla. Il principio della risonanza e delle vibrazioni risiede letteralmente in tutte le scoperte e le invenzioni di Tesla. New York, 1898. Conducendo un altro esperimento, Nikola Tesla accese il dispositivo e iniziò a osservare come il tubo dell'acqua vibrava sotto l'influenza degli ultrasuoni, quindi la vibrazione si diffondeva alle pareti, quindi l'intero edificio vibrava. Vibrava sempre di più! È diventato chiaro allo scienziato: un altro momento e l'irreparabile accadrà. Non c'era più tempo per pensare e Tesla, afferrando un martello, colpì la sua idea con esso. Più tardi Nikola si rese conto che aveva quasi distrutto l'intero isolato. Si rese conto che anche la più piccola vibrazione, se non lasciata estinguersi, può causare la distruzione più terribile. Così si è aperta la risonanza elettorale!

Dopo questo incidente, Tesla ha detto ai giornalisti: "Per apprendere i segreti dell'Universo, bisogna pensare in termini di energie, frequenze e vibrazioni. Applicando il principio di risonanza, in poche settimane posso provocare tali vibrazioni nella crosta terrestre che cadrà e si alzerà per centinaia di piedi, gettando fiumi dai canali…”. Più tardi, Tesla ha sostenuto che se si avvia una risonanza corrispondente alle vibrazioni della crosta terrestre, allora può fare a pezzi l'intero pianeta. Nel 1915, Tesla riferì che il suo dispositivo era in grado di causare distruzione a qualsiasi distanza. "Ho già costruito un trasmettitore wireless con il quale possiamo inviare energia elettrica in qualsiasi quantità a qualsiasi distanza". Quindi una delle versioni dell'esplosione di Tunguska può essere tranquillamente definita il risultato dell'esperimento di Nikola Tesla con il suo risonatore preferito. Ma potrebbe Tesla dirigere l'energia in un luogo specifico? Il dottore in scienze tecniche Dmitry Strebkov è sicuro che questo sia abbastanza realistico: avendo due radar, puoi riparare qualsiasi oggetto sulla Terra.

Dopo mezzo secolo di ricerche, il fisico tedesco Otto Schumann continuò. In collaborazione con il medico Herbert Koenig, scoprì le cosiddette onde elettromagnetiche stazionarie situate tra la ionosfera e la superficie terrestre. A proposito, nel 2011, le onde di Schumann sono state registrate da un satellite spaziale a un'altitudine di 850 km. Questo spazio è la Terra, un enorme risonatore sferico. Successivamente, queste onde furono chiamate onde di Schumann. Se questa onda, dopo aver fatto una rivoluzione in tutto il mondo, coincide di nuovo con la sua fase ed entra in risonanza con essa, allora esisterà per molto tempo. Herbert del Kenya ha anche affermato che la frequenza di questa onda coincide con la gamma delle onde alfa del cervello umano.

Quindi, una persona vive, per così dire, all'interno di un tale risonatore, grazie al quale le onde di Schumann stabilizzano i suoi ritmi biologici e normalizzano l'attività vitale. Queste onde, così necessarie per noi, sono eccitate da processi magnetici sul Sole, scariche di fulmini. L'assenza o la debole attività delle onde può causare disorientamento, vertigini, mal di testa. Questo è particolarmente acuto per gli anziani e i pazienti cronici.

A causa del deterioramento dell'ecologia terrestre, che sta avvenendo oggi, la frequenza di Schumann potrebbe cambiare in peggio. E poi il corpo fisico di una persona può perdere il contatto con la radiazione di frequenza della Terra, che è irta di conseguenze disastrose. Ma finché le persone osservano i valori morali e morali umani universali, non avranno un impatto negativo sui programmi in esse stabiliti, saranno in risonanza con la radiazione della Terra, con le onde di Schumann. Con il regolare adempimento di tali condizioni, l'Età dell'Oro menzionata da Nostradamus può iniziare sulla Terra.

LA MACCHINA DI CHERONIMO

Un dispositivo piuttosto unico è stato inventato da Gallen Haeronimus, un ingegnere elettronico americano. È costituito da un endovibratore e da una piastra metallica. L'apparato di Gallen Haeronimus ha ricevuto il brevetto statunitense n. 2482-773 nel 1948. L'essenza della sua invenzione è che "l'operatore" sintonizza il suo cervello su questa o quella persona e, causando risonanza, fa scorrere le dita lungo uno speciale diaframma di gomma.

Haeronimus ha inserito a turno le fotografie degli astronauti dell'Apollo 11 diretti sulla luna in uno speciale dispositivo della sua "macchina del tempo". Pertanto, potrebbe monitorare lo stato degli astronauti durante il volo. Dal rapporto: "... la cosa più importante e spaventosa è che la Luna è circondata da una cintura che emette dosi letali di radiazioni. Si estende per circa 65 miglia dalla superficie della Luna e inizia a 15 piedi da essa. attività. " Questo stato durò fino a quando furono sulla superficie della luna."

"HO INVENTATO UN RISONATORE DI PENSIERO!"

Georges de la Varre, professore di fisica di Oxford, mettendo in scena i suoi misteriosi esperimenti, a volte per mesi non lasciava le pareti del laboratorio. Finalmente venne il momento in cui esclamò solennemente: "Ho inventato il risonatore dei pensieri!" Le capacità del risonatore non erano solo uniche: non erano limitate né dal tempo né dallo spazio!

Un tempo, lo scienziato arrivò alla conclusione che quasi tutti gli oggetti diffondono radiazioni elettromagnetiche intorno a loro. Inoltre, le frequenze di una parte di questo oggetto sono identiche alle frequenze dell'intero oggetto. Ciò indicava principalmente che la connessione tra loro non scompare, non importa quanto siano lontani l'uno dall'altro. Allo stesso modo, una fotografia di questa o quella persona è strettamente correlata al suo originale.

E de la Varre ha trovato un modo per scattare fotografie di oggetti insieme alla loro radiazione: a questo scopo ha inventato una macchina fotografica speciale. Studiando le fotografie ottenute, il professore ha attirato l'attenzione sul fatto che in determinate condizioni questi oggetti contengono differenze insignificanti dalla loro immagine fotografica. "Le fotografie mostrano lo stato degli oggetti nel tempo", lampeggiò il suo pensiero, "e se applichi anche un risonatore, le fotografie risulteranno senza tempo!" Sono iniziati esperimenti unici. Durante uno di essi, de la Varr ha filmato .. . il giorno del suo matrimonio. riempì due provette con il suo sangue e il sangue di sua moglie e, seduto comodamente, immaginò mentalmente il lontano anno 1929 - l'anno del loro matrimonio e fece scattare l'otturatore ...

La fotografia mostrava se stesso e sua moglie: giovani e felici. E ispirato dal suo successo, de la Varr iniziò a mettere gocce di sangue di coloro che soffrivano di gravi malattie nel campo di risonanza. Dopo aver fotografato, ho guardato attraverso le immagini degli organi colpiti. Ora questa invenzione è stata adottata dai medici e si chiama risonanza magnetica.

Ecco cosa dice lo stesso inventore a riguardo: "Il sangue è l'unica macchina del tempo funzionante, ed è controllato dai pensieri umani. I nostri pensieri sono radiazioni elettromagnetiche di determinate frequenze, e i cuori umani, gli embrioni hanno frequenze simili. Tutto ciò che è nel scorrere del tempo, risponde ai nostri pensieri." Devo dire che la sua scoperta ha dato un contributo significativo alla scienza forense. Fotografando il sangue del sospettato e della sua vittima nel campo del risonatore, è possibile ottenere fotografie dettagliate del crimine.

LEGGE UNIVERSALE DELLE RISONANZE SPAZIALI

L'Universo con le sue innumerevoli galassie, stelle e pianeti è un unico ambiente elettromagnetico, e una delle sue leggi è la Legge delle risonanze semplici e complesse. Spesso la causa principale dei cataclismi e delle catastrofi terrestri risiede nella risonanza di due o più cicli cosmici. È generalmente accettato che questi cicli siano in forte risonanza se vengono spostati nel tempo di non più di 3 ore. Nei giorni di risonanza iniziano sulla Terra terremoti, eruzioni vulcaniche, uragani, epidemie e cambiamenti meteorologici improvvisi e improvvisi. Inoltre, il numero di incidenti aerei, ferroviari e marittimi è in aumento e il lavoro dei computer è interrotto. Per quanto riguarda le persone, sperimentano malfunzionamenti del cervello e della psiche.

Il 10 aprile 2010, un aereo con il presidente polacco Kaczynski e sua moglie si è schiantato in un aeroporto militare nella regione di Smolensk. A bordo del Tu-134 c'erano un totale di 96 persone, nessuna è sopravvissuta. Quel giorno Lech Kaczynski avrebbe visitato il cimitero di Katyn vicino a Smolensk.

Vladimir Pleskach, uno specialista in risonanza e bioritmi, è sicuro che questa catastrofe sia una conseguenza di una potente risonanza, sorta a causa del rapporto speciale tra i bioritmi dei passeggeri dell'aereo di linea e tutti sinceramente in lutto. In altre parole, c'erano passeggeri a bordo dell'aereo del Presidente, i cui cuori e le cui anime erano sopraffatti dal dolore e dal dolore per i loro compatrioti morti nella primavera del 1940 a Katyn. Ma cosa è successo - è successo! Vladimir ha fatto ogni sforzo per difendere l'onore delle vittime, insieme a tutti i piloti che si sono rivelati estremi in questa tragedia. Qui l'aereo precipitato può essere paragonato al ponte crollato.

Vladimir LOTOKHIN

PER PRINCIPALE

I fisici hanno sviluppato un modello che può essere utilizzato per stimare il numero critico di pedoni che camminano sul ponte, che porterà a una brusca oscillazione. Secondo gli autori dello studio pubblicato su Progressi scientifici, il modello proposto consentirà in futuro di costruire ponti pedonali più sicuri.

Nonostante il fatto che la progettazione di ponti sospesi pedonali ora utilizzi i pacchetti di modellazione computerizzata più avanzati, ci sono ancora situazioni in cui, a causa del gran numero di pedoni sul ponte, improvvisamente inizia a oscillare violentemente. A volte queste vibrazioni possono essere così forti da causare situazioni di pericolo e la distruzione di parte delle strutture. Gli esempi più notevoli sono l'apertura del Solferino Bridge a Parigi nel 1999, o il Millennium Bridge a Londra, che oscillava regolarmente, che doveva essere ricostruito subito dopo la sua apertura.

Il ponte oscillante è un classico sistema oscillatorio in cui i pedoni che camminano sono fonti di forza periodica esterna. Quando la frequenza naturale delle oscillazioni del ponte coincide con la frequenza della forza esterna, il sistema entra in risonanza e l'ampiezza dell'oscillazione aumenta bruscamente. Se ci sono molte fonti di forza esterna e tutte hanno la stessa frequenza (cioè, i pedoni fanno lo stesso numero di passi negli stessi intervalli di tempo), allora la sincronizzazione di fase può ancora verificarsi tra di loro, quando tutti iniziano a camminare al contemporaneamente. È la sincronizzazione di fase che viene comunemente indicata come la principale non considerata nella progettazione, che porta al verificarsi di oscillazioni risonanti su ponti reali. Nonostante l'urgenza del problema, tutti i modelli precedenti che descrivono un tale meccanismo non potrebbero spiegare l'effetto soglia di questo fenomeno: quando il numero di pedoni è inferiore a quello critico, il ponte quasi non oscilla, ma non appena il numero di i pedoni che camminano in gamba supera un certo valore, un forte aumento dell'ampiezza dell'esitazione incrociata.

Un gruppo di fisici provenienti da Stati Uniti e Russia guidati da Igor Belykh dell'Università della Georgia ha proposto un nuovo modello che, tra gli altri parametri, tiene conto della biomeccanica del corpo umano al momento del passaggio. Nel sistema in esame, il ponte stesso è un sistema oscillatorio in cui si verificano oscillazioni verticali smorzate sotto l'azione dei pedoni che camminano. Per descrivere una persona che cammina, sono stati considerati due modelli biomeccanici (un più completo e il suo analogo semplificato), che tengono conto del fatto che in risposta all'oscillazione verticale del ponte, la persona si inclina di lato e quindi eccita le oscillazioni laterali.

Schema del sistema fisico in esame. A sinistra c'è un ponte in cui i pedoni che camminano eccitano le sue vibrazioni, a destra - una persona che reagisce al movimento del ponte, causando così le sue vibrazioni laterali

I. Belykh et al./Science Advances

Non esiste una soluzione analitica esatta per il sistema di equazioni risultante, pertanto, per trovare soluzioni, gli autori hanno utilizzato metodi numerici. A differenza di tutti i precedenti, il modello proposto ha portato all'emergere di un effetto soglia. Se tutti i pedoni camminano al passo, all'aumentare del numero di persone sul ponte, può verificarsi improvvisamente instabilità. Per confermare il lavoro del modello, i fisici lo hanno testato per descrivere l'oscillazione del Millennium Bridge di Londra, per il quale è persino noto il numero esatto di persone che hanno causato la risonanza: 165.

Allo stesso tempo, lo stesso effetto è stato osservato nel caso in cui la cadenza di pedoni diversi variasse leggermente, il che avvicina ancora di più il modello alla realtà. Inoltre, si è scoperto che la presenza della sincronizzazione di fase è critica solo per l'oscillazione di ponti molto pesanti (come lo stesso Millennium bridge, che pesa circa 130 tonnellate) con una grande ampiezza. L'eccitazione di oscillazioni con una piccola ampiezza è possibile anche senza sincronizzazione di fase. Tali casi sono stati osservati anche nella realtà, e uno dei possibili meccanismi di eccitazione delle vibrazioni, anche l'unica fonte, gli scienziati chiamano un cambiamento nella velocità di un passo quando si muove lungo un ponte.

Nel loro lavoro, i fisici hanno espresso la speranza che il modello proposto venga utilizzato in futuro per una progettazione più accurata di ponti sospesi e pedonali sicuri.

Attualmente vengono utilizzati vari metodi per diagnosticare i danni che compaiono su grandi ponti, basati sullo studio delle caratteristiche meccaniche e sull'identificazione dei difetti mediante ultrasuoni. Recentemente, i droni sono stati utilizzati per ispezionare i ponti, comprese le loro parti sottomarine.

Alessandro Dubov

Prima di intraprendere una conoscenza dei fenomeni di risonanza, si dovrebbero studiare i termini fisici ad essa associati. Non ce ne sono così tanti, quindi non sarà difficile ricordare e capire il loro significato. Quindi, per prima cosa.

Cos'è l'ampiezza e la frequenza del movimento?

Immagina un normale cortile, dove un bambino si siede su un'altalena e agita le gambe per dondolare. Nel momento in cui riesce a far oscillare l'altalena e raggiungono da un lato all'altro, puoi calcolare l'ampiezza e la frequenza del movimento.

L'ampiezza è la deviazione più lunga dal punto in cui il corpo era in equilibrio. Se prendiamo il nostro esempio di un'oscillazione, l'ampiezza può essere considerata il punto più alto verso il quale il bambino è oscillato.

E la frequenza è il numero di vibrazioni o movimenti vibrazionali per unità di tempo. La frequenza è misurata in Hertz (1 Hz = 1 oscillazione al secondo). Torniamo al nostro swing: se un bambino cammina in 1 secondo solo la metà dell'intera lunghezza dell'oscillazione, la sua frequenza sarà pari a 0,5 Hz.

In che modo la frequenza è correlata alla risonanza?

Abbiamo già scoperto che la frequenza caratterizza il numero di vibrazioni di un oggetto in un secondo. Immagina ora che un adulto aiuti un bambino che oscilla debolmente spingendo l'altalena più e più volte. Inoltre, questi shock hanno anche una loro frequenza, che aumenterà o diminuirà l'ampiezza dell'oscillazione del sistema "swing-child".

Supponiamo che un adulto spinga l'altalena mentre si stanno muovendo verso di lui, in questo caso la frequenza non aumenterà l'ampiezza del movimento. Cioè, una forza esterna (in questo caso, sussulti) non aumenterà l'oscillazione del sistema.

Se la frequenza con cui l'adulto fa oscillare il bambino è numericamente uguale alla frequenza di oscillazione stessa, può verificarsi una risonanza. In altre parole, un esempio di risonanza è la coincidenza della frequenza del sistema stesso con la frequenza delle oscillazioni forzate. È logico immaginare che frequenza e risonanza siano interrelate.

Dove puoi vedere un esempio di risonanza?

È importante capire che esempi della manifestazione della risonanza si trovano in quasi tutte le aree della fisica, dalle onde sonore all'elettricità. Il significato della risonanza è che quando la frequenza della forza motrice è uguale alla frequenza naturale del sistema, allora in quel momento raggiunge il suo valore più alto.

Il prossimo esempio di risonanza darà una comprensione dell'essenza. Diciamo che stai camminando su una tavola sottile lanciata attraverso un fiume. Quando la frequenza dei tuoi passi coincide con la frequenza o il periodo dell'intero sistema (board-man), allora la tavola inizia a oscillare con forza (piegarsi in basso e in alto). Se continui a muoverti negli stessi passaggi, la risonanza causerà una forte ampiezza di vibrazione della scheda, che va oltre il valore consentito del sistema e questo alla fine porterà all'inevitabile rottura del ponte.

Ci sono anche quelle aree della fisica in cui è possibile utilizzare il fenomeno della risonanza utile. Gli esempi potrebbero sorprenderti, perché di solito lo usiamo in modo intuitivo, senza nemmeno conoscere il lato scientifico del problema. Quindi, per esempio, usiamo la risonanza quando proviamo a far uscire un'auto da una buca. Ricorda, il modo più semplice per ottenere risultati è solo quando spingi l'auto mentre avanza. Questo esempio di risonanza amplifica il raggio di movimento, aiutando così a tirare fuori l'auto.

Esempi di risonanza dannosa

È difficile dire quale risonanza si verifica di più nella nostra vita: buona o dannosa per noi. La storia conosce molto le orribili conseguenze del fenomeno della risonanza. Ecco gli eventi più famosi in cui si può osservare un esempio di risonanza.

1. In Francia, nella città di Angers, nel 1750, un distaccamento di soldati attraversò al passo un ponte delle catene. Quando la frequenza dei loro passi coincideva con la frequenza del ponte, l'oscillazione (ampiezza) aumentava bruscamente. Ci fu una risonanza, le catene si ruppero e il ponte crollò nel fiume.
2. Ci sono stati casi in cui nei villaggi una casa è stata distrutta a causa di un camion che guidava lungo la strada principale.

Come puoi vedere, la risonanza può avere conseguenze molto pericolose, motivo per cui gli ingegneri dovrebbero studiare attentamente le proprietà degli oggetti da costruzione e calcolare correttamente le loro frequenze di vibrazione.

Risonanza utile

La risonanza non si limita solo alle conseguenze disastrose. Con uno studio attento del mondo circostante, si possono osservare molti buoni e benefici risultati di risonanza per una persona. Ecco un vivido esempio di risonanza che consente alle persone di ricevere piacere estetico.

Il dispositivo di molti strumenti musicali funziona secondo il principio di risonanza. Prendi un violino: il corpo e la corda formano un unico sistema oscillatorio, all'interno del quale c'è un perno. È attraverso di esso che le frequenze di vibrazione vengono trasmesse dal ponte superiore a quello inferiore. Quando il liutaio muove l'arco lungo la corda, quest'ultima, come una freccia, vince l'attrito della superficie della colofonia e vola nella direzione opposta (inizia a muoversi nella regione opposta). La risonanza viene generata e trasmessa al cabinet. E al suo interno ci sono fori speciali - fori f, attraverso i quali viene estratta la risonanza. Questo è il modo in cui viene controllato in molti strumenti a corda (chitarra, arpa, violoncello, ecc.).