2.13. Понятие о резонансных явлениях

Резонанс - это ситуация, которая возникает в результате совпадения собственной частоты колебательной системы с частотой периодического воздействия на эту колебательную систему. В результате возникновения этой ситуации амплитуда колебаний источника периодического воздействия начинает плавно увеличиваться. В пределе, в Q раз.

Q - это добротность, и величина ее показывает, во сколько раз может увеличиться амплитуда колебаний в случае резонанса.

Для сравнения, средняя величина добротности электрических колебательных контуров - 100. Это значит, при подаче на контур напряжения 10 вольт, мы при возникновении резонанса получим плавное увеличение напряжения, достигающее 1000в. Следовательно, если конденсатор контура рассчитан на 100в, то на резонансе произойдет его пробой. Именно так и происходило, когда в конце XIX века начали использовать колебательные контура. Это сопровождалось различными авариями, и когда оказалось, что напряжение на контуре может многократно превышать подаваемое на него напряжение, возникло серьезное непонимание.

В механике резонансное явление проявилось в истории с мостами. Когда по мосту идет воинское подразделение, печатая шаг, то возникает вибрация моста, которая плавно увеличивается, достигая такой величины, что мост разрушается. Такое резонансное разрушение моста произошло многократно и во многих странах, после чего последовал запрет передвижения по мостам печатным воинским шагом. Сейчас воинское подразделение, следующее в ногу, при приближении к мосту шаг сбивает, и идет обычным шагом, вразнобой.

Здесь для нас что важно:

Если есть плавное увеличение амплитуды вибрации, завершающееся разрушением, значит, имеет место резонансное разрушение.
Если есть резонансное явление, значит, имеет место наличие колебательной системы.
Если имеет место наличие колебательной системы, то существует вероятность возникновения резонансного явления.

Почему это так важно?

Обнаружив и доказав, что земная толща по акустическим свойствам является совокупностью колебательных систем, мы должны понимать, что все инженерные сооружения, оказывающие на опору (на грунт) вибрационное (динамическое) воздействие, находятся в группе риска, так как при этом возможно их резонансное разрушение.

Ну, пока что, на данном этапе повествования об этом достаточно. Продолжим эту тему позже.