Mechaninis rezonansas
Kuris teiginys apie mechaninį rezonansą teisingas?
A) Rezonansas vyksta tik tada, kai išorinė jėga labai didelė.
B) Rezonanso metu išorinės jėgos dažnis lygus kūno savajam dažniui.
C) Kūno savasis dažnis priklauso nuo to, kaip stipriai kūną stumiame.
D) Rezonanso metu kūno svyravimo amplitudė palaipsniui mažėja.
Atsakymas
B.
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Mechaninis rezonansas vyksta, kai išorinės jėgos dažnis lygus kūno savajam dažniui:
Nurodykite, kuriais atvejais vyksta mechaninis rezonansas.
A. Užgauta gitaros styga skamba vis tyliau.
B. Varpininkas, traukdamas virvę į taktą varpo siūbavimui, smarkiai įsiūbuoja sunkų varpą.
C. Skalbimo mašina smarkiai dreba tik tada, kai jos būgnas sukasi tam tikru greičiu.
D. Šaka, nuo kurios nuskrido paukštis, kurį laiką siūbuoja.
Atsakymas
B ir C.
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Rezonansas vyksta, kai kūną veikia periodinė išorinė jėga, kurios dažnis lygus kūno savajam dažniui.
B: varpininkas traukia virvę į taktą varpo siūbavimui, taigi varpo savuoju dažniu.
C: besisukantis būgnas veikia mašiną periodine jėga. Kai būgnas sukasi tam tikru greičiu, šios jėgos dažnis lygus mašinos savajam dažniui.
A ir D yra laisvieji svyravimai: kūnas išjudintas vieną kartą ir toliau svyruoja pats.
Kareiviai koja kojon žygiuoja per tiltelį, kurio savasis dažnis . Žingsnius jie žengia kas . Ar įvyks rezonansas? Atsakymą pagrįskite.
Atsakymas
Taip, įvyks: .
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Duota: , .
Žingsnių (išorinės jėgos) dažnis:
Išorinės jėgos dažnis lygus tiltelio savajam dažniui (), todėl rezonansas įvyks: tiltelis ims smarkiai siūbuoti.
Grafike pavaizduotas kūno laisvasis svyravimas. Kokiu dažniu reikia veikti šį kūną, kad įvyktų rezonansas?
Atsakymas
.
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Iš grafiko svyravimo periodas (didžiausi nuokrypiai ties ; ; …).
Kūno savasis dažnis:
Rezonansas įvyks, kai .
1985 m. per žemės drebėjimą Meksiko mieste žemė svyravo maždaug dažniu. Sugriuvo daug vidutinio aukščio pastatų, o žemesni ir aukštesni pastatai dažniausiai išliko. Kodėl?
Atsakymas
Vidutinio aukščio pastatų savasis dažnis buvo artimas , todėl įvyko rezonansas.
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Pastato savasis dažnis priklauso nuo jo aukščio: paprastai kuo pastatas aukštesnis, tuo jo savasis dažnis mažesnis.
Vidutinio aukščio pastatų savasis dažnis buvo artimas žemės svyravimo dažniui (), todėl įvyko rezonansas: jų svyravimo amplitudė labai padidėjo ir jie sugriuvo.
Žemesnių pastatų savasis dažnis didesnis, o aukštesnių mažesnis. Jis nesutapo su žemės svyravimo dažniu, todėl šie pastatai svyravo nedidele amplitude.
Pro namą važiuojant sunkvežimiams, ima virpėti gruntas, o kartu ir namo sienos. Kartais namo langų stiklai ima stipriai virpėti.
a) Kodėl taip atsitinka?
b) Stiklo virpėjimą galima sumažinti, prie jo centro priklijavus plastilino gabalėlį. Kodėl tai padeda?
Atsakymas
a) Grunto virpesių dažnis sutampa su stiklo savuoju dažniu, todėl vyksta rezonansas ir stiklo virpėjimo amplitudė labai padidėja.
b) Plastilinas padidina stiklo masę ir pakeičia jo savąjį dažnį, todėl dažniai nebesutampa ir rezonanso nebėra.
Laisvai svyruodama švytuoklė per nueina kelią, lygų amplitudėms. Koks šios švytuoklės savasis dažnis? Slopinimo nepaisykite.
Atsakymas
.
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Duota: , kelias lygus 6 amplitudėms.
Per vieną periodą švytuoklė nueina kelią, lygų 4 amplitudėms. Kelią, lygų 6 amplitudėms, ji nueina per
svyravimo. Todėl savasis dažnis
Prie traukinio vagono lubų ant siūlo pakabintas mažas rutuliukas, kurio savasis svyravimo periodas . Ratams riedant per bėgių sandūras, vagonas periodiškai trūkteli ir rutuliukas pradeda svyruoti. Atstumas tarp gretimų sandūrų . Kokiu greičiu turi važiuoti traukinys, kad rutuliuko svyravimo amplitudė būtų didžiausia?
Atsakymas
.
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Duota: , .
Rutuliuko amplitudė didžiausia rezonanso metu, kai vagonas trūkteli rutuliuko savuoju periodu: tarp dviejų trūktelėjimų turi praeiti . Per tą laiką traukinys nuvažiuoja atstumą tarp gretimų sandūrų:
Mechaninis rezonansas
Svarelį ant spyruoklės veikia periodinė išorinė jėga, kurios dažnis lygus svarelio savajam dažniui. Iš pradžių svarelio svyravimo amplitudė didėja, bet po kurio laiko nustoja didėti. Kodėl?
A) Svarelio savasis dažnis pasikeičia, todėl rezonansas baigiasi.
B) Išorinė jėga nebeperduoda svareliui energijos.
C) Svarelis pradeda svyruoti kitu dažniu nei išorinė jėga.
D) Per vieną svyravimą svarelis praranda tiek pat energijos, kiek jos gauna iš išorinės jėgos.
Atsakymas
D.
Gamykloje vienos staklės ėmė stipriai vibruoti. Išmatavus paaiškėjo, kad jų savasis dažnis . Vibruojančių staklių velenas per apsisuka kartų, šalia stovinčių kitų staklių velenas kartų, o ventiliatorius kartų. Nustatykite staklių vibracijos priežastį.
Atsakymas
Vibraciją sukėlė ventiliatorius ().
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Duota: , ; vibruojančių staklių velenas , kitų staklių velenas , ventiliatorius apsisukimų.
Sukimosi dažniai:
Ventiliatoriaus sukimosi dažnis lygus staklių savajam dažniui (), todėl vyksta rezonansas ir staklės stipriai vibruoja. Vibracijos priežastis yra ventiliatorius.
Mergaitė nešė pilną kibirą pieno. Jai einant, pienas kibire ėmė smarkiai siūbuoti ir taškytis. Mergaitė ėmė žengti kitu dažniu, ir pienas nustojo taškytis. Paaiškinkite, kodėl taip atsitiko.
Atsakymas
Žingsnių dažnis sutapo su pieno kibire savuoju dažniu, todėl vyko rezonansas ir pieno svyravimo amplitudė labai padidėjo. Mergaitei ėmus žengti kitu dažniu, dažniai nebesutampa ir rezonanso nebėra.
Per tiltą, kurio savasis dažnis , iškilmingoje eisenoje lėtu žingsniu koja kojon žygiuoja kariai. Žingsnius jie žengia kas . Ar įvyks rezonansas? Atsakymą pagrįskite.
Atsakymas
Ne, neįvyks: .
Atsakymas nesutapo? Pirmiausia pabandyk rasti klaidą savo sprendime.
Duota: , .
Žingsnių (išorinės jėgos) dažnis:
Žingsnių dažnis nelygus tilto savajam dažniui (), todėl rezonanso nebus.