Тербелістер, совершающиеся әсерінен сыртқы мерзімді күш деп аталады вынужденными.

Бұл жағдайда сыртқы күш жасайды оң жұмысын қамтамасыз етеді ағыны энергиясын колебательной жүйесі. Ол береді тұрақсыз болып тұр затухать қарамастан, әрекет күштері үйкеліс.

Мерзімді сыртқы күш өзгеруі мүмкін уақыт, әр түрлі заңдар. Ерекше қызығушылық болған жағдайда сыртқы күш, өзгермелі бойынша гармоническому заңға жиілігі ω, әсер етеді колебательную жүйесін қабілетті жасауға меншікті тербелістер арналған кейбір жиілігі ω0.

Егер еркін тербелістер орын жиілігі ω0 анықталатын параметрлері жүйесін, онда орныққан еріксіз тербеліс әрқашан орын жиілікте ω сыртқы күштер.

Басталғаннан кейін әсерінен сыртқы күштер колебательную жүйесін қажет біраз уақыт Δt белгілеу үшін еріксіз тербелістер. Уақыт белгілеу тәртібі бойынша шамалары тең уақыт затухания τ бос тербеліс колебательной жүйесі.

Бастапқы кезде колебательной жүйесінде қозғалады екі үдеріс – еріксіз тербелістер жиілігі ω және еркін тербелістер өз жиілігі ω0. Бірақ еркін тербелістер затухают-болмай қоймайтын болған үйкеліс күштерінің. Сондықтан біраз уақыт колебательной жүйесінде қалады тек стационарлық тербелістер жиілігі ω сыртқы вынуждающей күштер.

Қарастырайық мысал ретінде еріксіз тербелістер-дененің ортақ серіппеге (сур. 2.5.1). Сыртқы күш қоса еркін соңына серіппелер. Ол мәжбүрлейді еркін (сол-сур. 2.5.1) соңына серіппе жүріп-тұруға заң бойынша
y = ym cos ωt.
онда ym – тербеліс амплитудасы, ω – айналмалы жиілік.

Мұндай заң ауыстыру көмегімен қамтамасыз етуге болады шатунды механизмнің атқаратын қызметі, преобразующего қозғалысы шеңбер бойымен ілгерлемелі-қайтарымды қозғалыс (сур. 2.5.1).
Сурет 2.5.1.
Еріксіз тербелістер жүкті ортақ серіппеге. Еркін соңына серіппелер ауыстырылады заң бойынша y = ym cos ωt. l – ұзындығы недеформированной серіппелер, k – серіппенің қаттылығы
Егер сол аяғына серіппе аударылуға қашықтыққа y, ал оң жақ – қашықтық x, олардың бастапқы жағдайы, қашан серіппе болды недеформирована болса, онда серіппенің ұзаруы Δl тең:
Δl = x – y = x – ym cos ωt.
Ньютонның екінші заңы үшін дененің массасы m қабылдайды түрі :
ma = –k(x – y) = –kx + kym cos ωt.
Бұл теңдеулер күші әрекет ететін денесі түрінде ұсынылған екі қосылғыштардың. Бірінші қосылатын оң жақ бөлігінде – бұл серпімді күш, стремящаяся қайтаруға, мәйітті ереже тепе-теңдік (x = 0). Екінші қосылатын – сыртқы мерзімдік әсер дене. Бұл қосылатын деп атайды вынуждающей күшпен.

Теңдеуі, выражающему Ньютонның екінші заңы денеге ортақ серіппеге болған жағдайда сыртқы периодты әсер ету, беру қатаң математикалық нысанын ескеретін болсақ, арасындағы байланыс дененің үдеуімен оның координатой: Сонда. еріксіз тербелістер запишется түрінде

(**)
мұндағы – меншікті айналмалы еркін тербелісінің жиілігі, ω – циклдік жиілік вынуждающей күштер. Жағдайда еріксіз тербелістер жүкті ортақ серіппеге (сур. 2.5.1) шамасы A білдіру анықталады:

Теңдеу (**) ескермейді үйкеліс күштерінің іс-әрекеттері. Айырмашылығы теңдеулер еркін тербелісінің (*) (қараңыз §2.2) теңдеуі еріксіз тербелістер (**) құрамында екі жиілік – жиілігі ω0 бос тербелістердің жиілігін ω вынуждающей күштер.

Орныққан еріксіз тербеліс жүкті ортақ серіппеге орын жиілікте сыртқы әсер ету заңы бойынша
x (t) = xmcos (ωt + θ).
Мәжбүр тербелістердің амплитудасы xm және бастапқы фазасы θ тәуелді ара жиілік ω0 және ω және амплитудасының <m>m>ym сыртқы күштер.

Өте төмен жиіліктерде кезде ω << ω0, қозғалыс, дененің массасы m, бекітілген – оң жақ соңында серіппелер, қайталайды қозғалысы сол жақ аяғына серіппелер. Бұл жағдайда x (t) = y (t) және серіппе отыр недеформированной. Сыртқы күш бекітілген – сол жақ аяғына дейін серіппелер, жұмыс жасамайды, т. к. модуль осы күштің кезде ω << ω0 нөлге ұмтылады.

Егер жиілігі ω сыртқы күштер жақындап өз жиілігі ω0 туындайды күрт өсуі амплитудасы мәжбүр тербеліс. Бұл құбылыс деп аталады резонансом. Тәуелділік амплитудасы xm мәжбүрлі тербеліс жиілігіне ω вынуждающей күштер деп аталады резонанстық сипаттамасымен немесе резонанстық қисық (сур. 2.5.2).

Кезінде резонансе амплитудасы xm тербелістер жүкті бірнеше есе асып түспеуі амплитудасын ym тербелістер еркін (сол жақ) соңына серіппелер, туындаған сыртқы әсерінен. Жоқ үйкеліс амплитудасы мәжбүр тербеліс кезінде резонансе тиіс шектеусіз өседі. Нақты жағдайларда амплитудасы орныққан еріксіз тербелістер мына шартпен анықталады: сыртқы күштер кезең ішінде ауытқуына тең болуы тиіс жоғалуы, механикалық энергия және онда-үйкеліс. Аз үйкелісті (т. е. жоғары беріктік Q колебательной системы), көп амплитудасы мәжбүр тербеліс кезінде резонансе.

Модель. Еріксіз тербелістер
У тербелмелі жүйелердің өте жоғары добротностью (< 10) резонанстық жиілігі бірнеше ауысуда төменгі жиіліктер. Бұл жақсы майда-сур. 2.5.2.

Резонанстық құбылыс себеп болуы мүмкін бұзу көпірлер, ғимараттар және басқа да құрылыстар, егер меншікті жиілігін олардың тербеліс совпадут жиілігі мезгіл-мезгіл әрекет ететін күштер туындаған, мысалы, айналу несбалансированного мотор.
Сурет 2.5.2.
Резонанстық қисықтар түрлі деңгейлерде затухания: 1 – колебательная жүйесі үйкеліс кезінде; резонансе амплитудасы xm мәжбүр тербелістердің шексіз өседі; 2, 3, 4 – нақты резонанстық қисықтар үшін тербелмелі жүйелердің әртүрлі добротностью: Q2 > Q3 > Q4. Төменгі жиіліктерде (ω << ω0) xm ≈ ym. Жоғары жиіліктерде (ω >> ω0) xm → 0
Еріксіз тербеліс – незатухающие тербелістер. Неизбежные энергиясын жоғалту үйкелісті өтеледі энергия көздері сыртқы көзінен мезгіл-мезгіл әрекет ететін күштер. Жүйесі болады, онда незатухающие тербелістер пайда есебінен емес, мерзімді сыртқы әсер ету, ал нәтижесінде қолда бар мұндай жүйелерді қабілетін ең реттеуге түсуі энергиясын тұрақты көзін. Мұндай жүйелер деп аталады автоколебательными, ал процесс незатухающих тербеліс мұндай жүйелерде – автоколебаниями. “Автоколебательной жүйесі бөлуге болады үш тән элемент – колебательная жүйесі, энергия көзі мен құрылғы арасындағы кері байланысты колебательной жүйесі және қайнар көзі. Ретінде колебательной системы пайдаланылуы мүмкін кез келген механикалық жүйе жасауға қабілетті жеке өшетін тербелістер (мысалы, маятник қабырғалық сағат).

Энергия көзі бола алады энергиясы деформация серіппе немесе жүктің потенциалдық энергиясы жолында ауырлық. Құрылғы кері байланысты білдіреді біршама механизм, оның көмегімен автотербелмелі жүйелер реттейді түсуі энергия көзінен. – Сур. 2.5.3 бейнеленген өзара іс-қимыл схемасы әр түрлі элементтерінің автоколебательной.
Сурет 2.5.3.
Функционалдық схемасы автоколебательной жүйесі
Үлгі механикалық автоколебательной жүйесі бола алады сағаттық тетігі анкерным барысын (сур. 2.5.4). Ходовое колесо с косыми тісті қатаң қол бастап зубчатым барабаном, ол арқылы перекинута тізбек байланысты секілді. Жоғарғы соңында маятниктің бекітілген анкер (якорек) екі пластинками қатты материал, изогнутыми бойынша шеңбердің доғасында орталығы осіне маятник. “Қол сағаттар гір көтеру ауыстырылды серіппемен, ал маятник – балансиром – маховичком, скрепленным-бабына спиралды серіппемен. Балансир жасайды айналдыру тербелістер өз осінің айналасында. Колебательной жүйесімен сағаттар болып табылады маятник немесе балансир. Энергия көзі – поднятая жоғары гір көтеру немесе заведенная серіппе. Құрылғы, оның көмегімен жүзеге асырылады кері байланыс болып табылады анкер мүмкіндік беретін ходовому колесу повернуться бір зубец бір полупериод. Кері байланыс өзара іс-қимылымен жүзеге асырылады анкера с жүрісте дөңгелегі бар. Әрбір колебании маятниктің зубец жүрістік дөңгелектер итеріп анкерную ашасын бағытында маятнигінің бере отырып, оған кейбір порцияға энергияның жаңа жұмыс орындарын энергиясы үйкелісті. Осылайша, потенциалдық энергия гири (немесе закрученной серіппе) бірте-бірте, жекелеген аз мөлшерде беріледі маятнику.

Механикалық * автотербелмелі жүйелер кең тараған, бізді қоршаған өмір мен техникасы. Автоколебания жасайды бу машиналары, іштен жану қозғалтқыштары, электр қоңырау, ішектер қияқты музыкалық аспаптардың, әуе бағаналар құбырларда үрмелі аспаптар, топтамалар дауыстық сөйлесу кезінде немесе көркем сөз, ән айтып және т. б.

Еріксіз тербеліс – незатухающие тербелістер. Неизбежные энергиясын жоғалту үйкелісті өтеледі энергия көздері сыртқы көзінен мезгіл-мезгіл әрекет ететін күштер. Жүйесі болады, онда незатухающие тербелістер пайда есебінен емес, мерзімді сыртқы әсер ету, ал нәтижесінде қолда бар мұндай жүйелерді қабілетін ең реттеуге түсуі энергиясын тұрақты көзін. Мұндай жүйелер деп аталады автоколебательными, ал процесс незатухающих тербеліс мұндай жүйелерде – автоколебаниями.

“Автоколебательной жүйесі бөлуге болады үш тән элемент – колебательная жүйесі, энергия көзі мен құрылғы арасындағы кері байланысты колебательной жүйесі және қайнар көзі. Ретінде колебательной системы пайдаланылуы мүмкін кез келген механикалық жүйе жасауға қабілетті жеке өшетін тербелістер (мысалы, маятник қабырғалық сағат).

Энергия көзі бола алады энергиясы деформация серіппе немесе жүктің потенциалдық энергиясы жолында ауырлық. Құрылғы кері байланысты білдіреді біршама механизм, оның көмегімен автотербелмелі жүйелер реттейді түсуі энергия көзінен. – Сур. 3 бейнеленген өзара іс-қимыл схемасы әр түрлі элементтерінің автоколебательной.

Функционалдық схемасы автоколебательной.
3-сурет. Функционалдық схемасы автоколебательной.
Үлгі механикалық автоколебательной жүйесі бола алады сағаттық тетігі анкерным барысын (сур. 4). Ходовое колесо с косыми тісті қатаң қол бастап зубчатым барабаном, ол арқылы перекинута тізбек байланысты секілді. Жоғарғы соңында маятниктің бекітілген анкер (якорек) екі пластинками қатты материал, изогнутыми бойынша шеңбердің доғасында орталығы осіне маятник. “Қол сағаттар гір көтеру ауыстырылады серіппемен, ал маятник – балансиром – маховичком, скрепленным-бабына спиралды серіппемен.

Балансир жасайды айналдыру тербелістер өз осінің айналасында. Колебательной жүйесімен сағаттар болып табылады маятник немесе балансир. Энергия көзі – поднятая жоғары гір көтеру немесе заведенная серіппе. Құрылғы, оның көмегімен жүзеге асырылады кері байланыс болып табылады анкер мүмкіндік беретін ходовому колесу повернуться бір зубец бір полупериод.

Кері байланыс өзара іс-қимылымен жүзеге асырылады анкера с жүрісте дөңгелегі бар. Әрбір колебании маятниктің зубец жүрістік дөңгелектер итеріп анкерную ашасын бағытында маятнигінің бере отырып, оған кейбір порцияға энергияның жаңа жұмыс орындарын энергиясы үйкелісті. Осылайша, потенциалдық энергия гири (немесе закрученной серіппе) бірте-бірте, жекелеген аз мөлшерде беріледі маятнику.

Механикалық * автотербелмелі жүйелер кең тараған, бізді қоршаған өмір мен техникасы. Автоколебания жасайды бу машиналары, іштен жану қозғалтқыштары, электр қоңырау, ішектер қияқты музыкалық аспаптардың, әуе бағаналар құбырларда үрмелі аспаптар, топтамалар дауыстық сөйлесу кезінде немесе көркем сөз, ән айтып және т. б.

Сағаттық механизмі с маятником.
4-сурет. Сағаттық механизмі с маятником.
Download this article in Rich Text Format

кітапхана қарай алға қарай мазмұнға өту FAQ бойынша эфирлік физика электротехника және электроника электр тізбектері

Сайт ПДСНПСР. Если ты патриот России - жми сюда!

Сіз білесіз бе, ложность ұғымдар “физикалық вакуум”?
Физикалық вакуум – түсінігі, релятивистік кванттық физика, астында онда түсінеді төмен (негізгі) энергетикалық жағдайы квантованного өрісінің тұлға нөлдік серпін кезі, импульс және басқа да квантовыми сандар. Жеке вакуум релятивистские теоретиктер деп атайды толығымен айырылған заттар кеңістік толтырылған неизмеряемым, демек, тек воображаемым өрісі. Мұндай жай-күйі пікірінше релятивистов емес, болып табылады абсолюттік пустотой, бірақ кеңістік толтырылған некими фантомными (виртуалды) бөлшектер. Релятивистік кванттық өріс теориясы бекітеді, бұл келісім принципі белгісіздік заттың корпускулалық-толқындық дуализмі, физикалық вакуумде үнемі және жоғалады виртуалды, яғни кажущиеся (кімге кажущиеся?), бөлшектер: орын деп аталатын нөлдік тербелістер өрістер. Виртуалды бөлшектер физикалық вакуум, демек, ол, анықтау бойынша емес санақ жүйесі, өйткені олай болмаған жағдайда бұзылды еді принципі салыстырмалық Эйнштейн, салыстырмалық теориясы негізделеді (яғни болды еді мүмкін абсолюттік жүйесі өлшеу еліміздің басым аумағында тұман түсіп от бөлшектердің физикалық вакуум, бұл өз кезегінде, әрине, опровергло еді салыстырмалық принципі, онда постороена ЖҮЗ). Осылайша, физикалық вакуум және оның бөлшектері емес элементтері бар жеке әлем, бірақ тек салыстырмалы теория элементтері бар емес, нақты әлемде, бірақ тек релятивистских формулаларда бұзып, бұл ретте себептілік принципін (пайда және жоғалады қызметкерлерін себепсіз), объективтілік принципі (виртуалды бөлшектер деп есептеуге болады ” зависимсоти ниетіне теоретигі не бар, не бар), принципі нақты измеримости (наблюдаемы жоқ, өз ИСО).
Кезде сол немесе өзге физик ұғымын пайдаланады “физикалық вакуум”, ол не түсінеді абсурдности терминнің не лукавит бола отырып, жасырын немесе анық жақтаушысы, релятивистік идеология.

Түсіну абсурдность осы ұғымдар оңай хабарласып бастауларға, оның пайда болуы. Рождено ол Өрістен Дираком 1930-шы жылдардың айқын болды, бұл терістеу эфир таза түрінде, ол пайғамбар ұлы математик, бірақ орташа физигі Анри Пуанкаре, болмайды. Тым көп фактілер қайшы бұл.

Қорғау үшін релятивизм Поль Дирак енгізді афизическое және алогичное түсінігі теріс энергиясын, содан кейін өмір сүруін “теңіз” екі өтемдік бір-біріне энергия вакуумда – оң және теріс, сондай-ақ “теңіз” өтемдік бір-біріне бөлшектер – виртуалды (бар кажущихся) электрондар мен позитронов вакуумда.

Алайда мұндай қою болып табылады іштей қарама-қайшы (виртуалды бөлшектер ненаблюдаемы және оларды озбырлыққа деп санауға болады, бір жағдайда, хабарсыз кеткен, ал басқа – қатысушы) және қайшы релятивизму (яғни отрицанию эфир, өйткені болған кезде осындай бөлшектердің вакуумда релятивизм қазірдің өзінде жай ғана мүмкін емес). Толығырақ оқыңыздар FAQ бойынша эфирлік физика.