Явление резонанса используется в музыкальных инструментах для усиления звука. Резонанс применяется во многих приборах, в том числе и измерительных. Его часто используют также, когда нужно сдвинуть с места что-нибудь тяжелое, например, застрявший автомобиль.
В таком случае выбирают частоту толчков так, чтобы она совпала с собственной частотой системы, в результате амплитуда колебаний возрастает и в конце концов становится настолько большой, что тело уже не возвращается в прежнее состояние.
Случается, что резонанс приводит даже к разрушению зданий и мостов. Опасно резонанс и при работе любых машин, у которых есть части, вращающимися и движущимися периодически (а такие части есть практически во всех машинах). Например, «разбалансировки» вала станка или двигателя проявляется в том, что при вращении вала возникает периодическая сила, действующая на основе механизма, а через нее - на здание. Если частота этой силы окажется близкой к собственной частоте здания, амплитуда колебаний здания может возрасти настолько, что это приведет к разрушениям.
Чтобы избежать нежелательных проявлений резонанса, действуют двумя способами:
1) «розузгоджують» частоты, совпадение которых может привести к резонансу. Для этого изменяют или частоту внешней силы, или собственную частоту системы;
2) увеличивают затухание колебаний, например, ставят двигатель на резиновую подкладку или пружины.
Вопрос к ученикам во время изложения нового материала
1. Что такое механическая энергия?
2. Что такое потенциальная и кинетическая энергии?
3. В каких точках траектории колеблющегося тело имеет только кинетическую энергию?
4. В какие моменты движения колеблющейся тело имеет лишь потенциальную энергию?
5. По какой причине затухают колебания?
6. Приведите примеры вынужденных колебаний.
7. Приведите примеры полезного использования резонанса.
8. В каких случаях необходимо избегать резонанса?