Силы инерции Основным положением механики Ньютона является утверждение о том, что действие на тело со стороны других тел вызывает их ускорение. В системах координат, движущихся с ускорением относительно выбранной нами инерциальной системы, так называемых неинерциальных системах, формально справедливо и обратное - возникают силы, связанные не с реальным действием других тел, а с наличием указанных ускорений. Такие силы называют силами инерции. Рассмотрим несколько примеров.Вынужденные колебания отстают по фазе от вынуждающей силы на величину
, которая также является функцией
.
При заданных значениях амплитуды вынуждающей силы
, которая приходится на единицу массы колебательной системы, и коэффициента затухания
, амплитуда вынужденных колебаний является функцией только частоты
вынуждающей силы. Функция
проходит через максимум при некоторый характерной для данной системы частоте
. Явление резкого роста амплитуды вынужденных колебаний при частотах
вынуждающей силы, близких к
, называется резонансом. Частота вынуждающй силы
, при которой амплитуда колебаний достигает наибольшего значения
, называется резонансной частотой. Очевидно, что максимальное значение амплитуды достигается при минимальном значении подкоренного выражения в правой части уравнения для смещения
. Условием минимума является равенство нулю производной от подкоренного выражения по частоте, то есть
. (11.119) Резонанс напряжений Физика курс лекций Электромагнитные волны
Отсюда находим резонансную частоту
. (11.120)
Подставив значение
в выражение для амплитуды, имеем резонансное значение амплитуды
. (11.121)
Резонансная частота при затухании колебаний
всегда меньше собственной частоты
системы. При незначительном затухании
и стремлении частоты к резонансному значению
амплитуда колебаний неограниченно возрастает, что является причиной последующего разрушения колебательной системы. Кривые зависимости
называют амплитудными резонансными кривыми. С увеличением
максимумы резонансных кривых снижаются и смещаются в сторону меньших частот (см. Рис. 11.8).
При
явление резонанса исчезает, то есть
, и система получает статическое смещение из положения равновесия
(11.122)
под действием постоянной силы
, равной амплитуде вынуждающей силы.
При малом затухании
имеем
(11.123)
и тогда добротность системы
. (11.124)
| Математический маятник |