§ 13. РезонансОбратим теперь внимание на амплитуду вынужденных колебаний груза в том опыте, который описан в предыдущем параграфе. При различных скоростях вращения ручки, т. е. при различных периодах вынуждающей силы, эта амплитуда далеко не одинакова. Если мы будем вращать ручку очень медленно, скажем, делать один оборот за То же самое легко наблюдать и на вынужденных колебаниях маятника. Периодическую силу в этом случае проще всего создать посредством покачивания стойки, на которой подвешен маятник. Эти и многочисленные аналогичные опыты показывают, что при действии периодической силы на колебательную систему особенное значение имеет случай, когда период изменения силы совпадает с периодом свободных колебаний системы. Совпадение периода свободных колебаний системы с периодом внешней силы, действующей на эту систему, называется резонансом. Таким образом, амплитуда вынужденного колебания достигает наибольшего значения при резонансе. Явления, возникающие при резонансе (например, установление максимальной амплитуды вынужденных колебаний), называют резонансными явлениями. Про силу, период которой совпадает с периодом свободных колебаний и которая вызывает тем самым наибольшую раскачку, наибольший «отклик» колебательном системы, говорят, что она действует в резонанс. Про систему, период которой равен периоду силы, говорят, что резонанс. Разумеется, если затухание мало, так что период свободных колебаний близок к собственному периоду (§ 11), под резонансной настройкой можно понимать совпадение периода вынуждающей силы с собственным периодом. Рис. 26. Демонстрация резонанса на маятниках Явление резонанса наглядно демонстрируется и следующим простым опытом. На рейке подвешен массивный маятник Заставим маятник
|