Резонанс. Проявление в природе и технике

1.

Резонанс
Проявление в природе и технике
Автор: Сесюнин Иван
Группа: Д-194

2.

Актуальность: резонанс имеет большое значение в
жизни человека.
Проблема: недостаточно глубокие знания о понятии
резонанса.
Цель: расширение и углубление знаний по теме
«Явление резонанса в природе и технике»;
создание учебной презентации на тему
«Явление резонанса в природе и технике.

3.

ЗАДАЧИ
1. Изучение понятия резонанса.
2. Показ использования явления резонанса в
разных отраслях техники.
3. Изучение положительных и отрицательных
воздействий резонанса.
4. Демонстрация резонанса на основе
эксперимента.

4.

Значение
■ Явление
резкого возрастания амплитуды
вынужденных колебаний тока в колебательном
контуре, которое происходит при совпадении
частоты
вынужденных
колебаний
с
собственной частотой колебательного контура
– называется резонансом.

5.

■ В простейших случаях Резонанс наступает при
приближении частоты внешнего воздействия к одной
из тех частот, с которыми происходят собственные
колебания в системе, возникающие в результате
начального толчка. Характер явления Резонанс
существенно зависит от свойств колебательной
системы. Наиболее просто Резонанс протекает в тех
случаях,
когда
периодическому
воздействию
подвергается система с параметрами, не зависящими
от состояния самой системы (т. н. линейные системы).

6.

■ Резонанс весьма часто наблюдается в природе
и играет огромную роль в технике.
Большинство сооружений и машин способны
совершать собственные колебания, поэтому
периодические внешние воздействия могут
вызвать их резонанс.

7.

Разрушение моста в результате того, что по
нему шли маршевым шагом

8.

Резонанс моста под действием периодических
толчков при прохождении поезда по стыкам
рельсов

9.

Некоторые
возникшие
в
последнее
время
обстоятельства позволили воспринимать горные удары
как лабораторную модель природных землетрясений.
То есть предположить, что и природные землетрясения
имеют резонансное происхождение.

10.

Известны случаи, когда целые корабли
входили в резонанс при определённых числах
оборотов гребного вала

11.

Роль резонанса
■ Во всех случаях резонанс приводит к резкому
увеличению амплитуды вынужденных колебаний всей
конструкции и может привести даже к разрушению
сооружения. Это вредная роль резонанса, для
устранения которой подбирают свойства системы так,
чтобы её нормальные частоты были далеки от
возможных частот внешнего воздействия, либо
используют в том или ином виде явление
антирезонанса (применяют т. н. поглотители
колебаний, или успокоители). В др. случаях резонанс
играет положительную роль, например:

12.

В радиотехнике
■ По существу
на резонансе основана техника
радиоприема. Многочисленные радиостанции излучают
электромагнитные волны, которые наводят в антенне
радиоприемника переменные электрические колебания,
причем каждая радиостанция наводит колебания своей
определенной частоты. Если бы мы не умели выделить из
этой сложнейшей смеси колебаний колебания,
наводимые интересующей нас радиостанцией, то никакой
радиоприем не был бы возможен. Здесь и приходит на
помощь электрический резонанс.

13.

■ Разумеется, в электротехнике, как и в машиностроении,
резонанс может явиться величайшим злом там, где его не
должно быть. Если электрическая цепь рассчитана на работу
в отсутствие резонанса, то возникновение резонанса вызовет
аварию: провода раскалятся от чрезмерно сильных токов,
изоляция будет пробита из-за высоких резонансных
напряжений, и т. п. В прошлом веке, когда электрические
колебания были еще недостаточно изучены, такие аварии
случались. Теперь же мы умеем в зависимости от условий
либо использовать резонанс, либо устранять его.

14.

На железной дороге
Случается, что период ударов колес на стыках рельсов
совпадает с периодом колебаний вагона на рессорах, и
вагон тогда очень сильно раскачивается. Халатность или
просто бездействие, попытки скрыть истинное положение
вещей на железной дороге чреваты самыми тяжёлыми
последствиями.
Расследование, проведённое управлением Приволжской
дороги, показало, что всё началось со схода вагонов по
причине хрупкого одномоментного излома рельса без
видимых дефектов и усталостных трещин в изломе. Излом
произошёл под седьмым вагоном, там, где колёсные пары
сбегают пролётного строения на устой моста.

15.

Положительное воздействие
Глушитель двухтактного двигателя имеет особую форму, рассчитанную
на создание резонансного явления. Оно улучшает работу двигателя за
счёт снижения потребления и загрязнения. Этот резонанс частично
уменьшает несгоревшие газы и увеличивает сжатие в цилиндре.
Все системы радиосвязи, будь то передатчики или приемники,
используют резонаторы для «фильтрации» частот сигналов, которые они
обрабатывают.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) - способ получения
томографических медицинских изображений для исследования
внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного
магнитного резонанса.

16.

Отрицательное воздействие
Высокие здания чувствительны к
землетрясениям. Колебания, которые создает
землетрясение, резонируют со зданиями, в
следствие чего происходит их разрушение.
Часто можно встретить ссылки на случаи,
когда навесные мосты ломались при
прохождении по ним солдат «в ногу».

17.

Экспериментальное изучение резонанса
Для демонстрации на опыте акустического резонанса используем
два одинаковых камертона.
При возбуждении одного из камертонов колебания ветвей
передаются резонаторному ящику, после чего внутри него
начинает колебаться воздух.
Воздушная волна от первого камертона возбуждает колебания на
втором
камертоне. При этом как первый, так и второй камертон может
стать как резонатором, так и вибратором.
При изменении частоты в одном из камертонов, возбудить
колебания во втором, с другой частотой, не представляется
возможным.

18.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итог, резонанс — это неотъемлемая часть человеческой
жизни. Он применяется в различных областях науки, техники и жизни:
от ядерной физики до музыкального творчества.
Изучение резонансного явления поможет не только понять, как
устроены инструменты, построены мосты, здания и многое другое, но и
обезопасить себя от отрицательных воздействий этого явления.
Углублены знания в теме резонанса, изучены способы применения
резонанса, изучены положительные и отрицательные стороны этого
явления, проведен опыт, доказывающий проявление резонанса.
Был подготовлен продукт проектной деятельности – учебная
презентация на тему «Явление резонанса в природе и технике»,
которая поможет в изучении такого сложного явления, как резонанс.
Приобретены новые знания и навыки исследовательской работы и
создания проекта. Я составил буклет по данной теме.

19.

Спасибо за внимание!