Номер 1, страница 46 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. В чем заключается явление резонанса?

1. В чем заключается явление резонанса?

Резонанс — это физическое явление, которое заключается в резком возрастании амплитуды вынужденных колебаний в какой-либо колебательной системе. Это происходит, когда частота внешнего периодического воздействия (вынуждающая частота) приближается к определённому значению, называемому собственной (или резонансной) частотой системы.

Рассмотрим ключевые аспекты этого явления:

Колебательная система: Любая система, способная совершать свободные колебания (маятник, груз на пружине, струна, колебательный контур), имеет одну или несколько собственных частот. Собственная частота определяется физическими параметрами системы (например, массой и жесткостью для пружинного маятника, длиной для простого маятника, индуктивностью и ёмкостью для LC-контура).

Вынужденные колебания: Когда на колебательную систему действует внешняя периодическая сила, система начинает совершать колебания с частотой этой силы. Такие колебания называются вынужденными.

Условие резонанса: Резонанс наступает, когда частота вынуждающей силы $\text{f}$ совпадает с собственной частотой системы $f_0$ (или очень близка к ней). В этот момент система наиболее эффективно поглощает энергию от внешнего источника. Каждое последующее воздействие внешней силы происходит в фазе с собственными колебаниями системы, "подталкивая" её и увеличивая размах (амплитуду) колебаний.

Роль затухания: В реальных системах всегда присутствует затухание (трение, сопротивление воздуха, электрическое сопротивление), которое ограничивает рост амплитуды при резонансе. Без затухания амплитуда теоретически могла бы возрасти до бесконечности. Чем меньше затухание в системе, тем более острым и высоким будет пик резонанса, то есть тем сильнее возрастет амплитуда.

Примерами резонанса являются: раскачивание качелей в такт их движению, настройка радиоприемника на волну определенной станции, разрушение мостов под действием ритмичных порывов ветра (как в случае с мостом Такома-Нэрроуз), или когда певец может разбить бокал, издав звук на частоте его собственного резонанса.

Ответ: Явление резонанса заключается в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний системы, когда частота внешней периодической силы совпадает с собственной частотой этой системы.