Вынужденные колебания (окончание)

Может ли резонанс быть опасным?

В 1940 году в США огромный висячий мост длиной почти в километр раскачался и рухнул. Причиной разрушения оказался резонанс: от моста периодически отрывались воздушные вихри, и частота отрыва вихрей совпала с собственной частотой колебаний моста.

Известны и другие примеры опасного увеличения амплитуды вынужденных колебаний вследствие резонанса, которые приводили к катастрофическим последствиям.

Резонанс может оказаться опасным при работе любых машин, в которых есть вращающиеся или движущиеся периодически части (а они есть практически во всех машинах). При вращении вала станка или двигателя может возникнуть периодическая сила, действующая на основу механизма (в таком случае говорят, что возникла разбалансировка). Если частота этой силы окажется близкой к собственной частоте колебаний основы механизма, амплитуда колебаний может возрасти настолько, что это приведёт к разрушению механизма.

Чтобы избежать нежелательных проявлений резонанса, изменяют либо частоту внешней силы, либо собственную частоту системы. Явление резонанса можно также ослабить, увеличивая силы сопротивления или трения: как мы знаем, высота резонансного пика при этом уменьшается.

Может ли резонанс быть полезным?

Явление резонанса используется во всех музыкальных инструментах для усиления звука. Резонанс находит применение также во многих приборах, в том числе измерительных.

В быту резонанс часто используют, когда надо сдвинуть с места что-либо тяжёлое, например застрявший автомобиль. В таком случае интуитивно подбирают частоту толчков так, чтобы она была близка к собственной частоте системы. В результате амплитуда колебаний возрастает и, наконец, становится настолько большой, что тело уже не возвращается в прежнее положение.

<<< К началу