Rezonanta
Categoria: Referat
Informatica
Descriere:
Daca se cupleaza doua pendule de lungimi diferite si il scoatem din
repaus pe unul dintre ele, atunci acesta devine excitator pentru cel
ramas in repaus. Daca lungimea si deci frecventa oscilatiilor
excitatorului este mult diferita de cea proprie a oscilatorului aflat in
repaus, atunci amplitudinea celui din urma este foarte mica,
transferand foarte putina energie... |
|
|
1
Rezonanta
Daca se cupleaza doua pendule de lungimi diferite si
il scoatem din repaus pe unul dintre ele, atunci acesta devine
excitator pentru cel ramas in repaus. Daca lungimea si deci frecventa
oscilatiilor excitatorului este mult diferita de cea proprie a
oscilatorului aflat in repaus, atunci amplitudinea celui din urma este
foarte mica, transferand foarte putina energie.
Se pune in miscare pendulul excitator care transmite impulsuri
periodice altor pendule prin intermediul tijei de care sunt suspendate.
Daca pendulele au lungimi egale cu cea a pendulului
excitator, atunci acestea vor avea amplitudine maxima.
Transferul de energie intre doi oscilatori cuplati
Sa consideram douna pendule pe aceeasi lungime l si
de aceeasi masa m, legate printr-un resort sau printr-un cordon elastic.
Miscarile fiind influentate reciproc, spunem ca
aceste doua sisteme oscilante sunt cuplate. Daca imprimam unuia dintre
pendule o miscare oscilatorie fata de pozitia de echilibru, energia
miscarii se transmite integral la celalalt pendul dupa un interval de
timp.
Procesul de
transfer optim al energiei intre oscilatoare cuplate, cand frecventa
oscilatorului excitator este egala cu frecventa oscilatorului excitat,
se numeste rezonanta.
Un oscilator (oscilatorul excitator) isi pierde treptat energia,
miscorandu-si amplitudinea pana cand ajunge in repaus, iar celalalt
(oscilatorul excitat) preia, tot treptat, energia cedata de primul,
amplitudinea sa de oscilatie devenind din ce in ce mai mare si atingand
valoarea maxima cand primul ajunge in repaus. Apoi, rolurile se
schimba, cel de-al doilea transfera energie primului pendul.
Miscarile ambelor pendule sunt caracterizate de
amplitudini care se modifica ciclic si se amortizeaza datorita
frecarilor. Acest proces reprezinta o oscilatie fortata pentru
oscilatorul excitat, in cazul particular al rezonantei. Cand cuplajul
este mai strans, transferul energetic este in avans de faza cu Δφ = π/2
fata de pendulul rezonator, cum este pendulul excitat in conditii de
rezonanta.
Cand rezonatorul are elongatia maxima, excitatorul
trece cu viteza maxima prin pozitia de echilibru si il accelereaza. La
rezonanta, o oscilatie se poate mentine ( A = constanta ) cu transfer
minim de energie de la excitator. Daca cele doua pendule nu au aceeasi
lungime l, energia miscarii nu se mai transfera integral la celalalt.
Catastrofa de rezonanta se produce atunci cand
amortizarea este mica si amplitudinea creste din ce in ce mai mult. De
exemplu, daca turatia unui motor creste pana cand coincide cu frecventa
sistemului in care este incastrat, atunci motorul se poate smulge din
suport, deoarece acesta se fisureaza.
Din punct
de vedere energetic, la rezonanta, energia peotentiala elastica si
energia cinetica a corpului de masa m se transforma alternativ una din
alta, in timp ce energia furnizata de excitator se transforma
ireversibil in caldura prin frecari.
Consecinte si aplicatii
La rezonanta, sistemul excitat primeste de la
excitator energie maxima.
Cladirile inalte, platformele maritime, stalpii de
sustinere si podurile au grinzi si plansee cu anumite frecvente proprii
de oscilatie. Orice constructie cu o frecventa proprie de oscilatie
apropiata de frecventele unor excitatori (seisme, furtuni cu rafale de
vant) primeste energie mare atunci cand executa oscilatii fortate cu
amplitudini mari, care se transforma in energie de deformatie plastica.
Oscilatiile fortate isi gasesc aplicatii in
constructia seismografelor care inregistreaza deplasari proportionale
cu elongatia corpului de care sunt prinse.
Oscilatiile unui motor sunt perturbatoare pentru
dispozitivul pe care este montat.
Oscilatiile geamurilor si ale solului produse de
circulatia autovehiculelor grele au amplitudini mai mari, iar la
anumite turatii ale motoarelor sesizam zgomot puternic.
|
Referat oferit de www.ReferateOk.ro |
|