Liels rezonanses spēks. Rezonanse ir fiziska parādība
Mēs bieži dzirdam vārdu rezonanse: "publiskā rezonanse", "notikums, kas izraisīja rezonansi", "rezonanses frekvence". Diezgan pazīstamas un izplatītas frāzes. Bet vai jūs varat precīzi pateikt, kas ir rezonanse?
Ja atbilde atlēca pie zobiem, mēs ar jums patiesi lepojamies! Nu, ja tēma "rezonanse fizikā" rada jautājumus, mēs iesakām izlasīt mūsu rakstu, kurā mēs detalizēti, skaidri un īsi aprakstīsim tādu parādību kā rezonanse.
Pirms runāt par rezonansi, jums ir jāsaprot, kas ir vibrācijas un to biežums.
Svārstības un frekvence
Svārstības ir process, kurā mainās sistēmas stāvokļi, kas atkārtojas laikā un notiek ap līdzsvara punktu.
Vienkāršākais vibrāciju piemērs ir šūpošanās. Mēs to citējam ne velti, šis piemērs mums joprojām noderēs, lai izprastu rezonanses fenomena būtību nākotnē.
Rezonanse var rasties tikai tur, kur ir vibrācijas. Un nav svarīgi, kāda veida vibrācijas tās ir - elektriskā sprieguma vibrācijas, skaņas vibrācijas vai vienkārši mehāniskās vibrācijas.
Zemāk esošajā attēlā mēs aprakstām, kādas var būt svārstības.
Starp citu! Mūsu lasītājiem tagad ir 10% atlaide jebkāda veida darbs
Svārstībām ir raksturīga amplitūda un frekvence. Jau iepriekš minētajām šūpolēm vibrācijas amplitūda ir maksimālais augstums, līdz kuram šūpoles paceļas. Šūpoles varam šūpot arī lēni vai ātri. Atkarībā no tā mainīsies vibrācijas frekvence.
Svārstību frekvence (mēra hercos) ir svārstību skaits laika vienībā. 1 hercs ir viena svārstība vienā sekundē.
Kad mēs šūpojam šūpoles, periodiski šūpojot sistēmu ar noteiktu spēku (šajā gadījumā šūpoles ir svārstību sistēma), tas rada piespiedu vibrācijas. Svārstību amplitūdas palielināšanos var panākt, iedarbojoties uz šo sistēmu noteiktā veidā.
Spiežot šūpoles noteiktā brīdī un ar noteiktu frekvenci, jūs varat tās šūpot diezgan spēcīgi, pieliekot ļoti mazu piepūli.Tā būs rezonanse: mūsu ietekmes biežums sakrīt ar šūpoļu vibrācijas frekvenci un šūpoļu amplitūdu. vibrācijas palielinās.
Rezonanses fenomena būtība
Rezonanse fizikā ir svārstību sistēmas frekvences selektīva reakcija uz periodisku ārēju ietekmi, kas izpaužas kā straujš stacionāro svārstību amplitūdas pieaugums, kad ārējās ietekmes frekvence sakrīt ar noteiktām konkrētai sistēmai raksturīgām vērtībām. .
Ir gadījumi, kad tilts, pa kuru soļoja karavīri, no priekšējā pakāpiena iekļuva rezonansē, sašūpojās un sabruka. Starp citu, tāpēc tagad, šķērsojot tiltu, karavīriem vajadzētu iet brīvā tempā, nevis solī.Rezonanses fenomena būtība fizikā ir tāda, ka svārstību amplitūda strauji palielinās, kad darbības frekvence uz sistēmu sakrīt ar sistēmas dabisko frekvenci.
Rezonanses piemēri
Rezonanses fenomens tiek novērots dažādos fizikālos procesos. Piemēram, skaņas rezonanse. Paņemsim ģitāru. Pats par sevi ģitāras stīgu skaņa būs klusa un gandrīz nedzirdama. Tomēr virknes kāda iemesla dēļ ir uzstādītas virs rezonatora korpusa. Nokļūstot ķermenī, stīgas vibrāciju radītā skaņa tiek pastiprināta, un tas, kurš tur ģitāru, var sajust, kā tā sāk viegli "trīcēt", vibrēt no sitiena pa stīgām. Citiem vārdiem sakot, rezonē.
Vēl viens rezonanses novērošanas piemērs, ar kuru mēs sastopamies, ir apļi uz ūdens. Ja jūs iemetat ūdenī divus akmeņus, no tiem plūstošie viļņi satiksies un palielināsies.
Mikroviļņu darbības pamatā ir arī rezonanse. Šajā gadījumā rezonanse notiek ūdens molekulās, kas absorbē mikroviļņu starojumu (2,450 GHz). Tā rezultātā molekulas nonāk rezonansē, vairāk vibrē, un ēdiena temperatūra paaugstinās.
Rezonanse var būt gan labvēlīga, gan kaitīga. Un raksta lasīšana, kā arī palīdzība mūsu studentu dienestam sarežģītās mācību situācijās jums nāks tikai par labu. Ja kursa darba laikā jums ir jāsaskaras ar magnētiskās rezonanses fiziku, varat droši sazināties ar mūsu uzņēmumu, lai saņemtu ātru un kvalificētu palīdzību.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties video par tēmu "rezonanse" un pārliecināties, ka zinātne var būt aizraujoša un interesanta. Mūsu pakalpojums palīdzēs jebkurā darbā: no esejas "Internets un kibernoziegumi" līdz vibrāciju fizikas kursam vai esejai par literatūru.
zem kavalērijas eskadras nagiem
sabrūk Ēģiptes tilts pār Fontankas upi Sanktpēterburgā.
Iedomājieties, ka jūs stāvat uz šūpojoša koka redeļu tilta. Skaidrs, ka, laicīgi sākot šūpoties ar tilta šūpošanos, tilts sāks šūpoties vēl vairāk.
Arī īsti modernie tilti patiesībā nemanāmi šūpojas ar neapbruņotu aci. Arhitekti zina, ka rezonanses fenomens (tas ir, dabiskās frekvences sakritība ar ārēja stimula frekvenci) var izraisīt katastrofālas sekas.
Ēģiptes ķēdes tilts pār Fontanku
Tātad 1905. gada 2. februārī Sanktpēterburgas pilsētā sabruka Ēģiptes tilts, kad tam cauri gāja kavalērijas eskadra. Domājams, ka negadījuma cēlonis bijis tas, ka jātnieki, lēkājot zirga mugurā, iekrituši rezonansē ar tilta dabiskajām vibrācijām.
Skolas fizikas stundās, pētot rezonanses fenomenu, viņi nereti min piemēru šai iznīcināšanai, kad pāri tiltam vienā virzienā gāja Zirgu sargu pulka eskadra, bet pretējā virzienā 11 ragavas ar ratiem. virziens.
Parasti militārpersonu atdalīšana veic 120 soļus minūtē, un šī frekvence (2 Hz) sakrita ar struktūras dabisko vibrāciju frekvenci. Ar katru soli svārstību laidums palielinājās, un, visbeidzot, tilts to neizturēja. Tilts radīja rezonansi un sabruka. Tas bija viens no pieciem piekārtajiem tiltiem pilsētā.
Viss tilta grīdas segums kopā ar margām un stiprinājumiem, pārraujot ķēdes un nolaužot daļu no čuguna balsta, ielūza ledus un nonāca upes dibenā.
Par laimi, cietušo nebija, visiem izdevās tikt krastā. Pēc oficiālās informācijas, nopietnu upuru nav.
Pēc tam militārpersonām tika aizliegts šķērsot tiltus kājās. Bija pat īpaša komanda: "Izkāp no laika!"
Ēģiptes tilts pār Fontankas upi. Tilts savu nosaukumu ieguvis tā savdabīgā dizaina dēļ.
Pašlaik no pirmā tilta palikušas tikai sfinksas. Tagad šis tilts nav ne ķēdes, ne piekārts.
Un 1940. gadā rezonanses vibrāciju dēļ Takomas tilts ASV sabruka. Fotoattēlā redzams, kā viņš tika "savīts".
Skolas fizikas kursā teikts, ka karavīriem, formācijā ejot pāri tiltam, jāpārtrauc soļošana un jāiet ierastajā tempā. Kam paredzēti šie piesardzības pasākumi? Šī komanda tiek dota karavīriem, lai nesagrautu tiltu. Fakts ir tāds, ka, ja tilta biežums sakrīt ar maršēšanas soļa biežumu, tad radušās rezonanses rezultātā tilts var sabrukt. Un tas dažreiz notiek...
PARASTĀKĀ RESONANSE
Tātad, kas ir rezonanse? Vienkāršotā veidā rezonanse ir harmoniskas attiecības starp dažādām vibrācijām. Tātad, vibrējot mašīnām un mehānismiem, notiek spontāna uzgriežņu atskrūvēšana. Vai arī, ja divas ģitāras ir noskaņotas unisonā, tad ir vērts sist pa vienas ģitāras stīgu, jo otras ģitāras tā pati stīga uzreiz bez jebkādas iejaukšanās sāks vibrēt, izdodot tieši tādu pašu skaņu. Lai pārliecinātos par rezonanses fenomenu, tika veikts šāds eksperiments. Noteiktā attālumā viena no otras tika uzstādītas divas klavieres, kas savienotas ar metāla stiepli. Pēc tam vienā no viņiem tika izpildīts viens vai otrs skaņdarbs. Un otrs flīģelis sāka atkārtot to pašu melodiju, lai gan neviens to nepieskārās.
Slavenais Fjodors Šaļapins dziedāja tā, ka koncertzālē saplīsa spuldzes. Tas notika tāpēc, ka viņa balss vibrācijas frekvence sakrita ar stikla lampu vibrācijas frekvenci. Rezonanse nepakļaujas telpas vai laika likumiem. Šķiet, ka viņš ir no kādas citas pasaules, kas nav pakļauts zemes likumiem. Rezonanse nenotiek tāpēc, ka objekti atrodas viens otram blakus, jo tiem ir noteikta harmoniskā saikne. Šie objekti var atrasties tūkstošiem kilometru attālumā viens no otra, taču neredzamā saikne starp tiem saglabāsies.
Turklāt šajā fizikas nozarē strādājošie zinātnieki un pētnieki apgalvo, ka viss, kas atrodas gan Visumā, gan tā atsevišķajās struktūrās, piemēram, uz Zemes, ir pakļauts rezonanses likumiem. Šeit ir piemērs, kā rezonanse darbojas cilvēku attiecībās. Cilvēks visbiežāk komunicē ar sev līdzīgiem - intelektuāļiem ar intelektuāļiem, dzērājiem ar dzērājiem utt. Pēc tāda paša principa cilvēki atrod sev dzīves partneri.
Rezonanses darbības principu senatnē formulēja grieķu domātājs Hermess Trismegists, pat nezinot, kādu likumu viņš atklāj: "Līdzīgs piesaista sev līdzīgu." Rezonansē ar Zemes vibrācijām ir tikai tās struktūras, kuras ir veidotas no dabīgiem, dabīgiem materiāliem, t.i. izgatavoti no koka, akmens utt. Tajos ietilpst, piemēram, visas Zemes piramīdas. Tāpēc globālu kataklizmu vai polu nobīdes gadījumā tie var izturēt un noturēties, savukārt visi priekšmeti, kas izgatavoti no mākslīgā materiāla, tiks pilnībā iznīcināti.
Rezonansei ir daudzas noslēpumainas puses. Tātad, ja runājam par paralēlajām pasaulēm kā objektīvu realitāti, tad dažkārt jūtam un pat jūtam uz sevis šo pasauļu pārstāvju klātbūtni. Viena no pasauļu paralēlisma pazīmēm ir tāda, ka paralēlās līnijas nekrustojas, bet reizēm tas netiek ievērots, un to pasaules ar mūsu zemes pasauli tomēr krustojas. Acīmredzot tas ir saistīts ar faktu, ka uz abu pasauļu robežas rodas noteikta rezonanses vibrācija un tiek pārkāpts paralēlisma princips.
TESLAS UN ŠUMANA RESONANSES
Viens no pārsteidzošo un iepriekš neizpētīto rezonanses īpašību atklājējiem bija slavenais amerikāņu zinātnieks un izgudrotājs Nikola Tesla. Rezonanses un vibrāciju princips bija burtiski visos Teslas atklājumos un izgudrojumos. Ņujorka, 1898. gads. Veicot vēl vienu eksperimentu, Nikola Tesla ieslēdza ierīci un sāka novērot, kā ultraskaņas ietekmē vibrē ūdens padeve, tad vibrācija izplatījās uz sienām, tad vibrēja visa ēka. Tas vibrēja arvien vairāk un vairāk! Zinātniekam kļuva skaidrs – vēl mirklis, un notiks nelabojamais. Nebija vairs laika domāt, un Tesla, paķērusi āmuru, ar to trāpīja savam prāta bērnam. Vēlāk Nikola saprata, ka viņš gandrīz iznīcināja visu kvartālu. Viņš saprata, ka pat vismazākā vibrācija, ja tai neļauj izbalināt, var izraisīt visbriesmīgāko postu. Tātad vēlēšanu rezonanse tika atklāta!
Pēc šī incidenta Tesla žurnālistiem sacīja: "Lai uzzinātu Visuma noslēpumus, ir jādomā enerģijās, frekvencēs un vibrācijās. Pielietojot rezonanses principu, dažu nedēļu laikā varu radīt tādas vibrācijas zemes garozā, ka tā kritīs un celsies simtiem pēdu, izmetot upes no kanāliem ... ". Vēlāk Tesla apgalvoja, ka, ja jūs sākat rezonansi, kas atbilst zemes garozas vibrācijām, tad tā var sagraut visu planētu. 1915. gadā Tesla ziņoja, ka viņa ierīce spēj izraisīt iznīcināšanu jebkurā attālumā. "Es jau uzbūvēju bezvadu raidītāju, ar kuru mēs varam nosūtīt elektrisko enerģiju jebkurā daudzumā jebkurā attālumā." Tātad vienu no Tunguskas sprādziena versijām var droši saukt par Nikola Teslas eksperimenta ar savu iecienīto rezonatoru rezultātu. Bet vai Tesla varētu novirzīt enerģiju uz noteiktu vietu? Tehnisko zinātņu doktors Dmitrijs Strebkovs ir pārliecināts, ka tas ir diezgan reāli - ar diviem radariem jūs varat fiksēt jebkuru objektu uz Zemes.
Pēc pusgadsimta pētījumiem vācu fiziķis Oto Šūmans turpināja. Sadarbībā ar ārstu Herbertu Kēnigu viņš atklāja tā sauktos stāvošos elektromagnētiskos viļņus, kas atrodas starp jonosfēru un Zemes virsmu. Starp citu, 2011. gadā Šūmaņa viļņus fiksēja kosmiskais satelīts 850 km augstumā. Šī telpa ir Zeme, milzīgs sfērisks rezonators. Pēc tam šos viļņus sauca par Šūmaņa viļņiem. Ja šis vilnis, veicis revolūciju ap zemeslodi, atkal sakrīt ar savu fāzi un iestāsies ar to rezonansē, tad tas pastāvēs ļoti ilgu laiku. Herberts no Kenijas paziņoja, ka šī viļņa frekvence sakrīt ar cilvēka smadzeņu alfa viļņu diapazonu.
Tādējādi cilvēks dzīvo it kā tāda rezonatora iekšpusē, kura dēļ Šūmaņa viļņi stabilizē viņa bioloģiskos ritmus un normalizē dzīvībai svarīgo darbību. Šos mums tik nepieciešamos viļņus uzbudina magnētiskie procesi uz Saules, zibens izlādes. Viļņu trūkums vai vāja aktivitāte var izraisīt dezorientāciju, reiboni un galvassāpes. Tas ir īpaši aktuāls gados vecākiem cilvēkiem un hroniskiem pacientiem.
Sakarā ar Zemes ekoloģijas pasliktināšanos, kas notiek šodien, Šūmaņa frekvence var mainīties uz slikto pusi. Un tad cilvēka fiziskais ķermenis var zaudēt kontaktu ar Zemes frekvences starojumu, kas ir pilns ar postošām sekām. Bet, kamēr cilvēki ievēros vispārcilvēciskas morāles un morāles vērtības, tās neatstās negatīvu ietekmi uz tajās iestrādātajām programmām, tās būs rezonansē ar Zemes starojumu, ar Šūmaņa viļņiem. Regulāri izpildoties šādiem nosacījumiem, uz Zemes var sākties Nostradama minētais Zelta laikmets.
ČAERONĪMA MAŠĪNA
Diezgan unikālu ierīci izgudroja amerikāņu elektronikas inženieris Gallens Haeronimuss. Tas sastāv no endovibratora un metāla plāksnes. Gallen Haeronimus aparāts saņēma ASV patentu Nr.2482-773 1948.gadā. Viņa izgudrojuma būtība ir tāda, ka "operators" noskaņo savas smadzenes uz to vai citu cilvēku un, izraisot rezonansi, ar pirkstiem laiž pa speciālu gumijas diafragmu.
Chaeronimus savā "laika mašīnas" īpašā ierīcē pēc kārtas ievietoja Apollo 11 astronautu fotogrāfijas, kas devās uz Mēnesi. Tādējādi viņš varēja uzraudzīt astronautu stāvokli visa lidojuma laikā. No ziņojuma: "... vissvarīgākais un biedējošākais ir tas, ka Mēnesi ieskauj josta, kas izstaro nāvējošas starojuma devas. Tas stiepjas apmēram 65 jūdzes no Mēness virsmas un sākas 15 pēdu attālumā no tā. aktivitāte. Šis stāvoklis ilga, līdz viņi atradās uz Mēness virsmas.
"ES IZGUDROJU DOMU RESONATORU!"
Žoržs de la Varre, fizikas profesors no Oksfordas, iestudējot savus noslēpumainos eksperimentus, dažreiz mēnešiem ilgi nepameta laboratorijas sienas. Beidzot pienāca brīdis, kad viņš svinīgi iesaucās: "Es esmu izdomājis domu rezonatoru!" Rezonatora iespējas bija ne tikai unikālas – tās neierobežoja ne laiks, ne telpa!
Savulaik zinātnieks nonāca pie secinājuma, ka gandrīz visi objekti ap tiem izplata elektromagnētisko starojumu. Turklāt šī objekta daļas frekvences ir identiskas visa objekta frekvencēm. Tas galvenokārt norādīja uz to, ka saikne starp viņiem nepazūd neatkarīgi no tā, cik tālu viņi atrodas viens no otra. Tādā pašā veidā cilvēka fotogrāfija ir cieši saistīta ar tās oriģinālu.
Un de la Varre atrada veidu, kā fotografēt objektus kopā ar to starojumu - šim nolūkam viņš izgudroja īpašu kameru. Pētot iegūtās fotogrāfijas, profesors vērsa uzmanību uz to, ka noteiktos apstākļos šie objekti satur nenozīmīgas atšķirības no to fotogrāfiskā attēla. “Fotogrāfijas parāda objektu stāvokli laikā,” viņam pazibēja doma, “un, ja pieliksim arī rezonatoru, tad fotogrāfijas izrādīsies mūžīgas!” Sākās unikāli eksperimenti.Vienā no tiem de la Varrs filmēja ... savu kāzu dienu. viņš piepildīja divas mēģenes ar savām un sievas asinīm un, ērtāk apsēdies, domās iztēlojās tālo 1929. gadu - viņu kāzu gadu un noklikšķināja uz slēģa ...
Fotogrāfijā bija redzams viņš pats un viņa sieva – jauni un laimīgi. Un pacilāts par panākumiem, de la Varrs sāka rezonējošajā laukā ievietot to cilvēku asiņu pilienus, kuri cieta no smagām slimībām. Pēc fotografēšanas es apskatīju skarto orgānu attēlus. Tagad šo izgudrojumu ir pieņēmuši ārsti, un to sauc par magnētiskās rezonanses attēlveidošanu.
Lūk, ko par to saka pats izgudrotājs: "Asinis ir vienīgā darbojošā laika mašīna, un to vada cilvēka domas. Mūsu domas ir noteiktu frekvenču elektromagnētiskais starojums, un cilvēka sirdīm, embrijiem ir līdzīgas frekvences. Viss, kas atrodas laika plūsma, reaģē uz mūsu domām. Man jāsaka, ka viņa atklājums sniedza būtisku ieguldījumu kriminālistikas zinātnē. Fotografējot aizdomās turētā un viņa upura asinis rezonatora laukā, var iegūt detalizētas nozieguma fotogrāfijas.
TELPAS RESONANSES UNIVERSĀLAIS LIKUMS
Visums ar neskaitāmajām galaktikām, zvaigznēm un planētām ir vienota elektromagnētiskā vide, un viens no tā likumiem ir vienkāršas un sarežģītas rezonanses likums. Bieži vien galvenais sauszemes kataklizmu un katastrofu cēlonis ir divu vai vairāku kosmisko ciklu rezonanse. Ir vispāratzīts, ka šiem cikliem ir asa rezonanse, ja tie tiek novirzīti laikā ne vairāk kā par 3 stundām. Rezonanses dienās uz Zemes sākas zemestrīces, vulkānu izvirdumi, viesuļvētras, epidēmijas, kā arī pēkšņas un pēkšņas laika apstākļu izmaiņas. Turklāt pieaug aviācijas, dzelzceļa un jūras negadījumu skaits, tiek traucēts datoru darbs. Kas attiecas uz cilvēkiem, viņiem ir smadzeņu un psihes darbības traucējumi.
2010. gada 10. aprīlī militārajā lidlaukā Smoļenskas apgabalā avarēja lidmašīna ar Polijas prezidentu Kačiņski un viņa sievu. Uz lidmašīnas Tu-134 klāja atradās 96 cilvēki – neviens no viņiem neizdzīvoja. Lehs Kačiņskis tajā dienā gatavojās apmeklēt Katiņas kapsētu netālu no Smoļenskas.
Rezonanses un bioritmu speciālists Vladimirs Pleskačs ir pārliecināts, ka šī katastrofa ir spēcīgas rezonanses sekas, kas radās lidmašīnas pasažieru un visu sirsnīgo sērotāju īpašās bioritmu attiecības dēļ. Citiem vārdiem sakot, prezidenta lidmašīnā atradās pasažieri, kuru sirdis un dvēseles bija pārņemtas ar bēdām un sāpēm par 1940. gada pavasarī Katiņā mirušajiem tautiešiem. Bet kas notika - tas notika! Vladimirs tomēr pielika visas pūles, lai aizstāvētu bojāgājušo godu kopā ar visiem pilotiem, kuri šajā traģēdijā izrādījās ekstrēmi. Šeit avarējušo lidmašīnu var salīdzināt ar sabrukušo tiltu.
Vladimirs LOTOHINS
UZ GALVENĀ
Fiziķi ir izstrādājuši modeli, pēc kura var novērtēt kritisko gājēju skaitu, kas iet uz tilta, kas izraisīs strauju šūpošanos. gadā publicētā pētījuma autori norāda Zinātnes attīstība, viņu piedāvātais modelis nākotnē ļaus būvēt drošākus gājēju tiltus.
Neskatoties uz to, ka tagad gājēju piekaramo tiltu projektēšanā tiek izmantotas vismodernākās datorsimulācijas paketes, joprojām pastāv situācijas, kad lielā gājēju skaita dēļ uz tilta tas pēkšņi sāk vardarbīgi šūpoties. Dažkārt šīs vibrācijas var būt tik spēcīgas, ka izraisa nedrošas situācijas un daļu konstrukciju iznīcināšanu. Visievērojamākie piemēri ir Solferino tilta atklāšana Parīzē 1999. gadā vai regulāri šūpojošais Tūkstošgades tilts Londonā, kas drīz pēc atklāšanas bija jāpārbūvē.
Šūpojošais tilts ir klasiska svārstību sistēma, kurā staigājošie gājēji ir ārēja periodiska spēka avoti. Kad tilta svārstību dabiskā frekvence sakrīt ar ārējā spēka frekvenci, sistēma nonāk rezonansē, un svārstību amplitūda strauji palielinās. Ja ir daudz ārējā spēka avotu un tiem visiem ir vienāds biežums (tas ir, gājēji sper vienādu soļu skaitu vienādos laika intervālos), tad starp tiem joprojām var notikt fāzu sinhronizācija, kad visi sāk spert soli. tajā pašā laikā. Tā ir fāzes sinhronizācija, ko parasti dēvē par galveno projektēšanā neņemto, kas izraisa rezonanses svārstības uz reāliem tiltiem. Neskatoties uz problēmas steidzamību, visi iepriekšējie modeļi, kas aprakstīja šādu mehānismu, nevarēja izskaidrot šīs parādības sliekšņa efektu: kad gājēju skaits ir mazāks par kritisko, tilts gandrīz nesvārstās, bet tiklīdz gājēju skaits gājēji, ejot solī, pārsniedz noteiktu vērtību, krasi palielinās krusta vilcināšanās amplitūda.
Fiziķu grupa no ASV un Krievijas, kuru vadīja Igors Belihs no Džordžijas Universitātes, ierosināja jaunu modeli, kas līdzās citiem parametriem ņem vērā cilvēka ķermeņa biomehāniku soļa veikšanas brīdī. Pats tilts aplūkojamajā sistēmā ir svārstību sistēma, kurā staigājošu gājēju ietekmē notiek slāpētas vertikālās svārstības. Lai raksturotu staigājošu cilvēku, tika ņemti vērā divi biomehāniskie modeļi (pilnīgāks un tā vienkāršots analogs), kas ņem vērā, ka, reaģējot uz tilta vertikālo svārstību, cilvēks sasveras uz sāniem un tādējādi ierosina sānu svārstības.
Apskatāmās fiziskās sistēmas diagramma. Kreisajā pusē ir tilts, kurā staigājošie gājēji ierosina tā vibrācijas, pa labi - cilvēks, kurš reaģē uz tilta kustību, tādējādi izraisot tā sānu vibrācijas
I. Beliks u.c. / Zinātnes attīstība
Iegūtajai vienādojumu sistēmai nav precīza analītiska risinājuma, tāpēc risinājumu atrašanai autori izmantoja skaitliskās metodes. Atšķirībā no visiem iepriekšējiem, piedāvātais modelis izraisīja sliekšņa efekta rašanos. Ja visi gājēji iet solī, tad, palielinoties cilvēku skaitam uz tilta, pēkšņi var rasties nestabilitāte. Lai apstiprinātu modeļa darbu, fiziķi to pārbaudīja, lai aprakstītu Londonas Tūkstošgades tilta šūpošanos, par kuru pat zināms precīzs rezonansi izraisījušo cilvēku skaits - 165.
Tajā pašā laikā tāds pats efekts bija arī gadījumā, kad dažādu gājēju kadence nedaudz mainījās, kas modeli vēl vairāk pietuvina realitātei. Turklāt izrādījās, ka fāzu sinhronizācijas klātbūtne ir kritiska tikai ļoti smagu tiltu (kā tas pats Millennium tilts, kas sver apmēram 130 tonnas) svārstībām ar lielu amplitūdu. Svārstību ierosināšana ar nelielu amplitūdu iespējama arī bez fāzes sinhronizācijas. Šādi gadījumi ir novēroti arī realitātē, un par vienu no iespējamiem vibrāciju ierosināšanas mehānismiem, pat vienīgo avotu, zinātnieki dēvē soļa ātruma maiņu, pārvietojoties pa tiltu.
Savā darbā fiziķi pauda cerību, ka viņu piedāvātais modelis nākotnē tiks izmantots precīzākai drošu piekares un gājēju tiltu projektēšanai.
Tagad tiek izmantotas dažādas metodes, lai diagnosticētu bojājumus, kas parādās uz lieliem tiltiem, pamatojoties uz mehānisko īpašību izpēti un defektu identificēšanu, izmantojot ultraskaņu. Nesen ar droniem tika pārbaudīti tilti, tostarp to zemūdens daļas.
Aleksandrs Dubovs
Pirms uzsākt iepazīšanos ar rezonanses parādībām, vajadzētu izpētīt ar to saistītos fiziskos terminus. To nav tik daudz, tāpēc nebūs grūti atcerēties un saprast to nozīmi. Tātad, vispirms vispirms.
Kas ir kustības amplitūda un biežums?
Iedomājieties parastu pagalmu, kur bērns sēž uz šūpolēm un vicina kājas, lai šūpoties. Brīdī, kad viņam izdodas šūpot šūpoles un tās sniedzas no vienas puses uz otru, var aprēķināt kustības amplitūdu un biežumu.
Amplitūda ir garākā novirze no punkta, kurā ķermenis atradās līdzsvarā. Ja mēs ņemam šūpoles piemēru, tad amplitūdu var uzskatīt par augstāko punktu, līdz kuram bērns šūpojās.
Un frekvence ir vibrāciju vai vibrāciju kustību skaits laika vienībā. Frekvenci mēra hercos (1 Hz = 1 svārstības sekundē). Atgriezīsimies pie mūsu šūpolēm: ja bērns 1 sekundē noiet tikai pusi no visa šūpoles garuma, tad to frekvence būs vienāda ar 0,5 Hz.
Kā frekvence ir saistīta ar rezonansi?
Mēs jau esam noskaidrojuši, ka frekvence raksturo objekta vibrāciju skaitu vienā sekundē. Iedomājieties tagad, ka pieaugušais palīdz vāji šūpojošam bērnam šūpoties, spiežot šūpoles atkal un atkal. Šajā gadījumā arī šiem triecieniem ir sava frekvence, kas palielinās vai samazinās "šūpoles-bērna" sistēmas šūpošanās amplitūdu.
Pieņemsim, ka pieaugušais spiež šūpoles brīdī, kad tās virzās uz viņu, šajā gadījumā frekvence nepalielinās kustības amplitūdu. Tas ir, ārējs spēks (šajā gadījumā raustīšanās) nepalielinās sistēmas svārstības. .
Ja frekvence, ar kādu pieaugušais šūpo bērnu, skaitliski būs vienāda ar pašu šūpoļu vibrācijas frekvenci, var rasties rezonanse. Citiem vārdiem sakot, rezonanses piemērs ir pašas sistēmas frekvences sakritība ar piespiedu svārstību frekvenci. Ir loģiski iedomāties, ka frekvence un rezonanse ir savstarpēji saistītas.
Kur var redzēt rezonanses piemēru?
Ir svarīgi saprast, ka rezonanses izpausmes piemēri ir atrodami gandrīz visās fizikas jomās, no skaņas viļņiem līdz elektrībai. Rezonanses nozīme ir tāda, ka tad, kad virzošā spēka frekvence ir vienāda ar sistēmas dabisko frekvenci, tad tajā brīdī tā sasniedz savu augstāko vērtību.
Nākamais rezonanses piemērs sniegs izpratni par būtību. Pieņemsim, ka jūs ejat uz tieva dēļa, kas izmests pāri upei. Kad jūsu soļu biežums sakrīt ar visas sistēmas biežumu vai periodu (board-man), tad dēlis sāk spēcīgi svārstīties (noliekties uz leju un uz augšu). Ja turpināsiet pārvietoties tādās pašās darbībās, tad rezonanse izraisīs spēcīgu dēļa vibrācijas amplitūdu, kas pārsniedz sistēmas pieļaujamo vērtību, un tas galu galā novedīs pie neizbēgama tilta sabrukšanas.
Ir arī tās fizikas jomas, kurās var izmantot lietderīgās rezonanses fenomenu. Piemēri var jūs pārsteigt, jo mēs to parasti lietojam intuitīvi, pat nezinot jautājuma zinātnisko pusi. Tā, piemēram, mēs izmantojam rezonansi, mēģinot izvilkt automašīnu no bedres. Atcerieties, ka vienkāršākais veids, kā sasniegt rezultātus, ir tikai tad, kad jūs stumjat automašīnu, kad tā virzās uz priekšu. Šis rezonanses piemērs pastiprina kustības diapazonu, tādējādi palīdzot izvilkt automašīnu.
Kaitīgas rezonanses piemēri
Grūti pateikt, kura rezonanse mūsu dzīvē notiek vairāk: laba vai kaitīga mums. Vēsture zina daudz par rezonanses fenomena šausminošajām sekām. Šeit ir slavenākie notikumi, kuros varat novērot rezonanses piemēru.
- Francijā, Anžē, 1750. gadā karavīru grupa solī gāja pāri ķēdes tiltam. Kad viņu soļu biežums sakrita ar tilta biežumu, šūpošanās (amplitūda) strauji palielinājās. Notika rezonanse, ķēdes pārtrūka, un tilts iegāzās upē.
- Ir bijuši gadījumi, kad ciemos, pa galveno ceļu braucot kravas automašīnai, nopostīta māja.
Kā redzat, rezonansei var būt ļoti bīstamas sekas, tāpēc inženieriem rūpīgi jāizpēta būvobjektu īpašības un pareizi jāaprēķina to vibrācijas frekvences.
Noderīga rezonanse
Rezonanse neaprobežojas tikai ar bēdīgām sekām. Rūpīgi izpētot apkārtējo pasauli, var novērot daudz labu un cilvēkam labvēlīgu rezonanses rezultātu. Šeit ir viens spilgts rezonanses piemērs, kas ļauj cilvēkiem gūt estētisku baudījumu.
Daudzu mūzikas instrumentu iekārta darbojas pēc rezonanses principa. Paņemiet vijoli: korpuss un stīga veido vienotu svārstību sistēmu, kuras iekšpusē ir tapa. Tieši caur to vibrācijas frekvences tiek pārraidītas no augšējā klāja uz apakšējo. Kad Lutjē pārvieto loku pa auklu, tā kā bulta pārvar kolofonija virsmas berzi un lido pretējā virzienā (sāk kustēties pretējā reģionā). Rezonanse tiek ģenerēta un pārraidīta uz skapi. Un tā iekšpusē ir speciāli caurumi - f-caurumi, caur kuriem tiek izvadīta rezonanse. Šādi tas tiek vadīts daudzos stīgu instrumentos (ģitāra, arfa, čells utt.).