Читальный зал -->  Физический фейерверк 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

приходят в храм Св. Иакова, где курятся благовония. В большое серебряное кадило, подвешенное к потолку, накладывают древесный уголь и благовонные вещест- ! ва. Сначала кадило слегка подталкивают, а затем шестеро служителей раскачивают его так, что амплитуда колебаний достигает почти 180° (рис. 2.58). При раскачивании уголь - на радость паломникам - хорошо раз- горается. Нас же интересует сам процесс раскачивания. Он осуществляется следующим образом: веревку подтя- , гивают примерно на метр, \ когда кадило проходит ниж- [ нюю точку траектории, и ; отпускают на такую же дли- , ну, когда оно максимально I отклоняется от вертикали, j Каким образом такое периодическое подтягивание и отпускание веревки увеличивает амплитуду колебаний?

1д, с. 127-135: 6д, с. 172- , 182: 31 д. с. 105-107. \

Резонансные колебания !

2.59. Вспучивание дороги.!

На дороге, которая перво- начально была ровной, воз-\ пикает ухаб, а вслед за ним j через некоторое время еще один. Кажется, он сам собой вырастает поперек дороги. И дорога - будь то грунтовая, асфальтированная или даже бетонная - становится похожей на стиральную доску, особенно после дождя, когда в складках собирается вода.

Подобное явление наблюдается на трамвайных и железнодорожных путях. Когда по такому деформированному участку проходит

поезд, возникает страшный грохот. Недаром подобные участки называют ревущими .

Аналогичные стиральные доски встречаются лыжникам на лыжне. Почему возникает такая волнообразная ( гофрированная ) поверхность и чем определяется ее период? Можете ли вы оценить этот период, моделируя описанный эффект в ящике с песком с помощью небольшого колесика?

89: 39д, с. 41, 73; 7д. с. \ 170-172. 1

Связанные гармонические колебания

2.60. Как уменьшить качку корабля? Обычно качка корабля создает лишь неприятные ощущения; однако, если волны начинают раскачивать корабль с частотой, совпадающей с его собственной, качка становится опасной. Поэтому на некоторых кораблях устанавливают цистерны, которые частично заполняются водой и служат для уменьшения опасности (рис. 2.60). Размеры таких цистерн тщательно рассчитывают и подбирают так, чтобы собственная частота

колебаний находящейся в них воды совпадала с резонансной частотой корабля. Не кажется ли вам это странным? Ведь если собственные частоты колебаний воды в цистерне и корабля совпадают, то каким образом такие цистерны могут уменьшить качку корабля?

44; 88, с. 202, 203; 6д, с. 248; 7д, с. 153-157.

Колебания маятника устойчивость

2.61. Перевернутый маятник и одноколесный велосипед.

Представьте себе, что вы перевернули маятник и пытаетесь поставить его вертикально на стержень. Маятник стал неустойчивым и падает при малейшем толчке. Однако если заставить подставку, на которой стоит маятник, достаточно быстро колебаться вверх-вниз, то он будет устойчив по отношению к малым отклонениям.

Подобным же образом удерживают равновесие на

Рис. 2.60. Поперечное сечение цистерны, предназначенной для уменьшения качки корабля.

Рис. 2.61. Если заставить подставку достаточно быстро колебаться в вертикальной плоскости, перевернутый маятник не упадет.

одноколесном велосипеде, только в этом случае используются горизонтальные колебания. Почему при колебаниях повышается устойчивость? Чем определяется частота колебаний, необходимая для создания достаточной устойчивости? Можете ли вы объяснить, что происходит с перевернутым маятником, не прибегая к помощи математики.

83-87; 795; 48д; 49д.

Связанные гармонические колебания

2.62. Маятник на пружине.

Мы уже встречались и с пружинами, и с маятниками. А что получится, если груз маятника подвесить на пружине? Если мы точно подберем массу груза и упругость пружины, то будем иметь прекрасную модель связанных колебаний. Если оттянуть пружину строго вертикально, то, как и следовало ожидать, возникают вертикальные колебания, но скоро они прекращаются, и груз начинает раскачиваться подобно маятнику часов (рис. 2.62). Однако через некоторое время груз снова

будет колебаться вертикально. Каким-то образом энергия в системе переходит от одного вида колебаний к другому. Как подобрать массу груза, а также упругость и длину пружины, чтобы в системе осуществлялся такой периодический переход энергии? Почему он вообще происходит и с какой частотой?

Id, с. 115-122; 5д, с. 407- 416; 7д, с. 119-123; 6д, с. 229-238.

Связанные колебания маятников

2.63. Молчащий колокол.

Вряд ли есть толк в колоколе, который не звонит. Однако именно такой колокол был в

Рис. 2.63. Он вызванивает динь\ когда положено дон .

свое время подвешен в Кельнском соборе. Частоты колебаний колокола и его языка случайно оказались такими, что колокол и язык качались в фазе - и, конечно, колокол не звонил. При каких условиях такие маятникопоподобные колебания могут совпасть? Какой

выход из создавшегося положения можно найти, кроме как сбросить колокол с колокольни?

16, с. 409-413; 37, с. 148; 6д, с. 239.

Связанные гармонические колебания

2.64. Качающиеся карманные часы. Изменится ли точность хода карманных часов, если их подвесить на цепочке так, чтобы они свободно качались? У многих часов точность хода при этом меняется, хотя они очень точно показывают время, когда находятся в покое.

Если часы подвесить на цепочке (рис. 2.64), то они постепенно начинают раскачиваться и тогда могут спешить или отставать на 10- 15 мин в день. Почему часы начинают качаться и почему нарушается точность их хода? Почему, наконец, одни часы при этом спешат, а другие отстают?

Рис. 2.64. Раскачивающиеся карманные часы.

16. с. 420-424; 24; 42, т. И, с. 85-87; 90; 190; 7д, с. 73-76, 119-123.

Вибрация резонанс стоячие волны

2.65. Колебания земли вблизи водопада. Водопад обрушивается на землю с такой силой, что даже на большом расстоянии вы чувствуете, как дрожит земля. Большинство водопадов имеют одну преобладающую частоту вибраций, которая тем выше, чем ниже водопад. Более того, произведение этой частоты на высоту водопада всегда равно четверти скорости звука в воде. Почему частота вибраций связана с высотой водопада, а их произведение составляет одну четвертую скорости звука?

Импульс

типы колебаний

2.66. Почему горят руки при ударе по мячу? Иногда, отбивая битой бейсбольный мяч, вы ощущаете сильный ожог ладоней. Это неприятное ощущение зависит от того, каким участком биты вы ударили по мячу. Более того, при ударе, вызывающем ожог , бита может сломаться. Как объяснить существование на бите таких коварных участков и где именно они расположены?

4; 8д, с. 657.

Вибрация

2.67. Парадокс лучника .

Как бы точно ни была нацелена стрела, но если тетива спущена и оперенный конец стрелы пролетает, не касаясь лука, то в полете стрела может отклоняться от линии прицела на угол до 7° (рис. 2.67). Парадокс лучника

Вид сверху

Рис. 2.67. Когда спускают тетиву, стрела не направлена в цель.

заключается в том, что, несмотря на это отклонение, правильно нацеленная стрела все равно попадает в цель. Странно, не так ли? Во-первых, почему возникает отклонение, и, во-вторых, если оно возникло, то почему же стрела попадает в цель?

Скоростная киносъемка стрельбы из лука показывает, что после того, как тетива спущена, стрела вообще не

касается лука, даже в тот момент, когда мимо него пролетает оперенный конец. Как же тогда стрела попадает в цель?

Вибрации

фаза вынужденного вращения

2.68. Волшебный пропеллер.

Пропеллер на палочке с зарубками- замечательная игрушка, которую вы без труда можете сделать сами (рис. 2.68а). По всей длине одной палочки делаются небольшие поперечные вырезы; на конце ее гвоздиком закрепляется свободно вращающийся пропеллер. Второй палочкой проводят по вырезам. Взяв палочку с зарубками левой рукой так, что большой палец обращен к вам, а указательный находится с противоположной стороны палочки, начинайте водить другой палочкой взад-вперед по зарубкам, как показано на рисунке. Теперь прижмите к палочке с зарубками указательный палец. Пропеллер начнет крутиться. Ослабьте нажим указательного пальца и прижмите к палочке большой палец, продолжая при этом водить другой палочкой по зарубкам. Пропеллер закрутится в другую сторону.

Показывая этот фокус непосвященным, незаметно по очереди нажимайте на палочку то большим, то указательным пальцами: они будут поражены неожиданными переменами направления вращения пропеллера. Вы же можете давать этому явлению самые фантастические объяснения: я, например, говорю, что изменение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.