Вынужденные колебания возникают в системе под действием внешней периодической ЭДС. Если внешняя периодическая ЭДС является гармонической (т.е. изменяется по синусу или косинусу), то возникающие колебания будут гармоническими. Вынужденные колебания (установившиеся) происходят с частотой вынуждающей силы, их нельзя возбудить за счет ненулевых начальных условий. Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающей ЭДС, от инерциальных (индуктивность) свойств системы и от соотношения частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебаний системы. Наряду с вынужденными колебаниями в системе при наличии ненулевых начальных условий возникают и собственные колебания, которые при наличии сопротивления будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, их амплитуда зависит от начальных условий. В системе возникают также сопровождающие колебания, которые при наличии сопротивления также будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, но их амплитуда зависит от параметров внешней ЭДС. При наличии активного сопротивления все колебания, кроме вынужденных колебаний с течением времени затухнут. Т.е. установившиеся колебания являются вынужденными колебаниями и происходят с частотой вынуждающей силы. Если частота вынуждающей силы мало отличается от частоты собственных колебаний, а активное сопротивление отсутствует, то наблюдаются биения - колебания, амплитуда которых медленно изменяется с течением времени по гармоническому закону. При приближении частоты вынуждающей ЭДС к частоте собственных колебаний наблюдается явление резонанса, которое заключается в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний. Резонансная частота зависит от параметров вынуждающей ЭДС, инерциальных свойств системы (индуктивности), собственной частоты и коэффициента затухания. При наличии сопротивления амплитуда заряда, силы тока достигает максимального значения при различной частоте вынуждающей силы. При отсутствии сопротивления в случае резонанса амплитуда колебаний монотонно нарастает со временем. При наличии активного сопротивления, амплитуда колебаний остается конечной величиной. При действии на систему периодической негармонической ЭДС, резонанс возможен, если период возмущающей силы равен или кратен периоду колебаний системы. Для силы тока резонанс наступает на собственной частоте $\omega _{0}$ не зависимо от величины затухания.
Правило рычага (или правило моментов) лежит в основе действия различного рода инструментов, применяемых в технике и быту там, где требуется выигрыш в силе или пути. Выигрыш в силе мы имеем при работе с ножницами. Ножницы – это рычаг, ось вращения которого (щелчок мышью) проходит через винт, соединяющий обе половинки ножниц. Действующей силой F1 (щелчок мышью) является мускульная сила руки человека, сжимающего ножницы. Противодействующей силой F2 (щелчок мышью)– сила сопротивления того материала, который режут ножницами. Так как плечо силы F1 (щелчок мышью) больше плеча силы F2(щелчок мышью), мы получаем выигрыш в силе. В зависимости от назначения ножниц их устройство бывает различным. Канцелярские ножницы (щелчок мышью), предназначенные для резки бумаги, имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки. Для резки бумаги не требуется большой силы, а длинным лезвием удобнее резать по прямой линии.
Ножницами портного (щелчок мышью), без особых усилий разрезают ткань при её раскрое. Линия отреза должна быть почти идеально ровной. У таких ножниц лезвия длиннее, чем ручки.
Ножницы для резки листового металла (щелчок мышью) имеют ручки гораздо длиннее лезвий, так как сила сопротивления металла велика и для её уравновешивания плечо действующей силы приходится значительно увеличивать.
А вот маникюрными ножницами (щелчок мышью) без особых усилий обрезаются мелкие предметы, поэтому их лезвия намного короче, чем ручки. Ещё больше разница между длиной ручек и расстоянием режущей части от оси вращения в кусачках. Они предназначены для перекусывания проволоки, не очень толстых гвоздей. Пассатижами и плоскогубцами иногда приходится отворачивать или заворачивать какие-либо предметы (гайки, болты), вытаскивать из досок гвозди. В этих случаях необходимо приложить большую силу, чтобы крепко удерживать предмет. Поэтому у этих инструментов очень длинные ручки, что позволяет получить большой момент силы. Рычаги различного вида имеются у многих машин. Примерами могут служить (щелчок мышью) ручка швейной машины (щелчок мышью), педали или ручной тормоз велосипеда (щелчок мышью), педали автомобиля и трактора (щелчок мышью), клавиши пианино – всё это примеры рычагов, используемых в данных машинах и инструментах. На принципе рычага основано действие рычажных весов. Все весы, изображённые на рисунках, действуют как равноплечий рычаг, т.е. вес груза на одной чаше равен весу гирь на другой чаше. В десятичных весах плечо, к которому подвешена чашка с гирями, в 10 раз длиннее плеча, несущего груз. Это значительно упрощает взвешивание больших грузов. Взвешивая груз на десятичных весах, следует массу гирь умножить на 10. на правиле рычага основано устройство весов для взвешивания автомобилей. Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это, например, конечности и челюсти. Много рычагов можно указать в теле насекомых, птиц, в строении растений. На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики.
Если внешняя периодическая ЭДС является гармонической (т.е. изменяется по синусу или косинусу), то возникающие колебания будут гармоническими.
Вынужденные колебания (установившиеся) происходят с частотой вынуждающей силы, их нельзя возбудить за счет ненулевых начальных условий.
Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды вынуждающей ЭДС, от инерциальных (индуктивность) свойств системы и от соотношения частоты вынуждающей силы и собственной частоты колебаний системы.
Наряду с вынужденными колебаниями в системе при наличии ненулевых начальных условий возникают и собственные колебания, которые при наличии сопротивления будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, их амплитуда зависит от начальных условий.
В системе возникают также сопровождающие колебания, которые при наличии сопротивления также будут затухающими. Эти колебания происходят с собственной частотой, но их амплитуда зависит от параметров внешней ЭДС.
При наличии активного сопротивления все колебания, кроме вынужденных колебаний с течением времени затухнут. Т.е. установившиеся колебания являются вынужденными колебаниями и происходят с частотой вынуждающей силы.
Если частота вынуждающей силы мало отличается от частоты собственных колебаний, а активное сопротивление отсутствует, то наблюдаются биения - колебания, амплитуда которых медленно изменяется с течением времени по гармоническому закону.
При приближении частоты вынуждающей ЭДС к частоте собственных колебаний наблюдается явление резонанса, которое заключается в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний.
Резонансная частота зависит от параметров вынуждающей ЭДС, инерциальных свойств системы (индуктивности), собственной частоты и коэффициента затухания.
При наличии сопротивления амплитуда заряда, силы тока достигает максимального значения при различной частоте вынуждающей силы.
При отсутствии сопротивления в случае резонанса амплитуда колебаний монотонно нарастает со временем.
При наличии активного сопротивления, амплитуда колебаний остается конечной величиной.
При действии на систему периодической негармонической ЭДС, резонанс возможен, если период возмущающей силы равен или кратен периоду колебаний системы.
Для силы тока резонанс наступает на собственной частоте $\omega _{0}$ не зависимо от величины затухания.
Выигрыш в силе мы имеем при работе с ножницами. Ножницы – это рычаг, ось вращения которого (щелчок мышью) проходит через винт, соединяющий обе половинки ножниц. Действующей силой F1 (щелчок мышью) является мускульная сила руки человека, сжимающего ножницы. Противодействующей силой F2 (щелчок мышью)– сила сопротивления того материала, который режут ножницами. Так как плечо силы F1 (щелчок мышью) больше плеча силы F2(щелчок мышью), мы получаем выигрыш в силе.
В зависимости от назначения ножниц их устройство бывает различным. Канцелярские ножницы (щелчок мышью), предназначенные для резки бумаги, имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки. Для резки бумаги не требуется большой силы, а длинным лезвием удобнее резать по прямой линии.
Ножницами портного (щелчок мышью), без особых усилий разрезают ткань при её раскрое. Линия отреза должна быть почти идеально ровной. У таких ножниц лезвия длиннее, чем ручки.
Ножницы для резки листового металла (щелчок мышью) имеют ручки гораздо длиннее лезвий, так как сила сопротивления металла велика и для её уравновешивания плечо действующей силы приходится значительно увеличивать.
А вот маникюрными ножницами (щелчок мышью) без особых усилий обрезаются мелкие предметы, поэтому их лезвия намного короче, чем ручки.
Ещё больше разница между длиной ручек и расстоянием режущей части от оси вращения в кусачках. Они предназначены для перекусывания проволоки, не очень толстых гвоздей.
Пассатижами и плоскогубцами иногда приходится отворачивать или заворачивать какие-либо предметы (гайки, болты), вытаскивать из досок гвозди. В этих случаях необходимо приложить большую силу, чтобы крепко удерживать предмет. Поэтому у этих инструментов очень длинные ручки, что позволяет получить большой момент силы.
Рычаги различного вида имеются у многих машин. Примерами могут служить (щелчок мышью) ручка швейной машины (щелчок мышью), педали или ручной тормоз велосипеда (щелчок мышью), педали автомобиля и трактора (щелчок мышью), клавиши пианино – всё это примеры рычагов, используемых в данных машинах и инструментах.
На принципе рычага основано действие рычажных весов. Все весы, изображённые на рисунках, действуют как равноплечий рычаг, т.е. вес груза на одной чаше равен весу гирь на другой чаше.
В десятичных весах плечо, к которому подвешена чашка с гирями, в 10 раз длиннее плеча, несущего груз. Это значительно упрощает взвешивание больших грузов. Взвешивая груз на десятичных весах, следует массу гирь умножить на 10.
на правиле рычага основано устройство весов для взвешивания автомобилей.
Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это, например, конечности и челюсти. Много рычагов можно указать в теле насекомых, птиц, в строении растений.
На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны - это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от "специальности" краны имеют различные конструкции и характеристики.