Вынужденные колебания. Резонанс

Вершина пружинного маятника (красный круг) перемещается туда и сюда - например вручную; это движение принято называть гармоническим, это означает, что движение возможно описать функцией косинуса. Колебания пружинного маятника, вызванное этим способом называют принудительными колебаниями.

Кнопка "Reset" возвращает пружинный маятник в его начальную позицию. Вы можете начать или остановить и продолжить моделирование двумя другими кнопками. Если вы выбираете опцию "Slow motion", движение будет в пять раз медленнее. Коэффициент упругость пружины, масса, величина трения и угловая частота колебания могут быть изменены в некоторых пределах. Кроме того вы можете выбрать одну из трех диаграмм, используя соответствующие радио-кнопки:

В целом вы можете наблюдать три различных типа поведения:

Если частота возбудителя является очень маленькой (это означает, что вершина пружинного маятника перемещается очень медленно), маятник будет колебаться почти синхронно с возбудителем и почти с той же самой амплитудой.

Если частота возбудителя согласованна с характерной частотой пружинного маятника, колебания маятника будут расти (резонанс); в этом случае колебания составляют приблизительно одну четверть периода колебания по сравнению с возбудителем.

Если частота возбудителя очень высока, резонатор будет колебаться только с очень маленькой амплитудой и почти с противоположными стадиями.

Если трение является очень маленьким, то будут переходные значения; поэтому в этом случае вы должны подождать некоторое время, чтобы заметить упомянутые типы поведения.

Этот апплет базируется на формулах, которые очень сложны. Если вы не любите математику, вы не должны заходить на resmath_e.htm.

 

 
Physics
Physics Applets

URL: http://www.walter-fendt.de/ph14ru/resonance_ru.htm
© Walter Fendt, September 9, 1998
© Перевод с английского: Стукалов Денис Валерьевич; НГТУ
Last modification: November 9, 2012