Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 163

Опыт проводили для выяснения зависимости амплитуды вынужденных колебаний от частоты воздействия. Маятник 1 раскачивали, а затем постепенно уменьшали длину его нити, увеличивая частоту колебаний; длину маятника 2 сохраняли неизменной. Наибольшая амплитуда установившихся колебаний маятника 2 получалась при равенстве длин маятников, когда частота воздействия совпадала с его собственной частотой. Это явление называют резонансом.

Резонанс — резкое увеличение амплитуды установившихся вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте системы.

Понятие резонанса применяют к вынужденным колебаниям.

Резонанс полезен, когда небольшими толчками раскачивают качели или усиливают звук музыкального инструмента. Он вреден, если вызывает чрезмерные колебания мостов, зданий или деталей машин и может привести к их повреждению.

а) Маятники 1,2 и 4 совершают вынужденные колебания из-за колебаний общей опоры.

б) У маятника 1 длина такая же, как у 3, значит, его собственная частота равна частоте 3; у более короткого 2 частота выше, у более длинного 4 — ниже.

в) В резонанс с 3 колеблется 1: их длины и собственные частоты совпадают, поэтому амплитуда 1 наибольшая среди вынужденно колеблющихся.

Шаги создают периодические толчки ведра. Если их частота близка к собственной частоте колебаний воды, возникает резонанс и вода расплёскивается. Изменение темпа ходьбы нарушает совпадение частот и уменьшает амплитуду.

ν₀ — собственная частота качелей;

T₀ — их период;

Tтолч — промежуток между толчками.