Колебание вынужденное камертона

Труба и сирена. Голос. Проделаем такой опыт. Возьмём стеклянную трубку, открытую с верхнего конца. На нижний суживающийся конец наденем резиновую трубку, соединённую с сосудом, наполненным водой (рис. 59). К открытому концу трубки поднесём звучащий камертон. Если мы станем менять уровень воды, поднимая или опуская сосуд с водой, то мы услышим, как звук то усиливается и достигает значительной силы, то снова ослабевает. Усиление звука получается вследствие резонанса. Под действием внешней синусоидальной силы (колебания ножек камертона) возникают вынужденные колебания столба воздуха в трубке, и когда собственная частота этих колебаний совпадает с собственной частотой колебаний камертона, амплитуда смещения частиц воздуха в трубке увеличивается. Звук будет продолжаться некоторое время и после того, как мы уберём камертон от отверстия трубки. Столб воздуха в трубке будет совершать собственные колебания. [c.102]

Прерывистый ток лучше всего получать с помощью камертонного прерывателя, изобретенного Гельмгольцем. Этот прерыватель может состоять из камертона и электромагнита, монтированного, как прежде. Один из концов обмотки электромагнита соединяется с одним из полюсов батареи, другой конец — с чашечкой, в которую налита ртуть. Второй полюс батареи соединяется со второй чашечкой со ртутью. На нижней ножке камертона, как раз над чашечками со ртутью, помещается и-образный рейтер из изолированной проволоки, при этом на такой высоте, чтобы при колебании электрический контур попеременно замыкался и размыкался одним концом рейтера через какую-нибудь из чашечек со ртутью. Другой конец может все время оставатьсй погруженным в ртуть. Полученная этим путем периодическая сила компенсирует эффект трения, и колебания камертона поддерживаются непрерывно. Чтобы привести в вынужденное колебание другой камертон, соединенный с ним электромагнит можно включить или в этот же контур, или во второй, периодические [c.87]

Для усиления интенсивности звука струн и камертонов обычно их соединяют с каким-нибудь хорошим излучателем, имеющим достаточно большую поверхность. Например, для усиления звука камертона его обычно укрепляют на резонансном ящике (рис. 185). Колебания камертона передаются стенкам ящика, вызывая вынужденные колебания воздушного столба в ящике. В результате этого излучается звук большей интенсивности, чем дает сам камертон. [c.233]

Двигатель Д, имеющим ограниченную мощность возбуждения, осуществляет вынужденные колебания камертона с массой m и жесткостью с непосредственно или через магнитную муфту /. Магнитная муфта и ходовое колесо 2 жестко укреплены на одной оси [c.196]

Сжатия и разрежения будут происходить одно за другим, и столб воздуха, находящийся в трубке, будет то сжиматься, то расширяться. Благодаря тому, что один конец трубки закрыт, в этом столбе воздуха вследствие отражения от закрытого конца возникнут стоячие волны, которые будут поддерживаться до тех пор, пока мы продуваем воздух перед открытым концом трубки. Колебания столба воздуха в трубке передаются в окружающий воздух, и, таким образом, происходит излучение звука. Длина излучаемой волны для такого свистка, как мы знаем из предыдущего, равна учетверённой длине трубки. Но это только очень грубое объяснение. В предыдущем опыте с камертоном мы имели дело с вынужденными и свободными колебаниями столба воздуха. Здесь же возникает гораздо более сложное явление автоколебаний. Автоколебания газовых столбов происходят также в органных трубах. [c.105]

Однако наиболее надежный метод для получения полной правильности разбиения струи это — воздействовать на сосуд внешним вибратором, частота которого приблизительно одинакова с частотой, свойственной струе. Магнус ) применил молоточек Нефа, прикрепленный к раме, поддерживающей сосуд. Еще лучше, пожалуй, электрически возбуждаемый камертон, Магнус показал, что наиболее существенная часть эффекта вызвана вынужденными колебаниями той стороны сосуда, в которой находится отверстие, и что только незначительная часть колебаний распространяется через воздух. Что касается пределов высоты тона, то Савар нашел, что тон может быть на квинту выше и более чем на октаву ниже, чем собственный тон струи. Теоретически нет точно определенного нижнего предела а с другой стороны, внешние колебания не могут быть эффективными, если они стремятся создать деление на части, длина которых меньше окружности отверстия. Это дает для интервала, [c.353]

Спектральное разложение простейшего модулированного колебания. Пусть нас интересуют вынужденные колебания гармонического осциллятора, создаваемые в нем одним источником колебаний (в отличие от примера п. 1), но колебаний не синусоидальных, а амплитудно-модулированных. Речь может идти, например, о контуре, совершающем вынужденные колебания под действием амплитудно-модулированного лампового генератора (рис. 470). Речь может идти также, например, о таком опыте. На камертон действует звуковая волна, излучаемая резонаторным ящиком другого камертона, перед отверстием которого колеблется, периодически его закрывая и открывая, рука или механическая заслонка. [c.496]

Остается рассмотреть еще один существенный момент. Когда отношение рЫ между частотой вынужденных и собственных колебаний отклоняется в ту или другую сторону от единицы, величина потерь уменьшается но сравнению с максимальным значением тем быстрее, чем меньше значение коэффициента трения Ь. Другими словами, чем интенсивнее резонанс в случае точного совпадения частот, тем уже область, в которой величина колебаний остается близкой к максимальному значению. Например, для того, чтобы заметным образом возбудить камертон, — даже если он снабжен резонансным ящикоаг, — колебаниями другого камертона, расположенного поблизости, требуется очень точная настройка, тогда как столб воздуха в почти полностью закрытом сосуде (например, в колбе или в органной трубе) сильно реагирует на колебания в значительно более широком диапазоне частот. Для уяснения этого вопроса заметим, что выражение для рассеяния энергии (20) в 12 можно переписать в следующем виде [c.51]

Очень хороший пример вынужденного колебания дает камертон, находящийся под действием прерывистого электрического тока, период которого очень близок к его собственному. АСВ — камертон, Е — небольшой электромагнит, состоящий из обмотки изолированной проволоки на железном сердечнике, имеющем форму, показанную на рисунке (подобную той, которая известна под названием сименсовской арматуры ) этот электромагнит помещается между ножками камертона. Когда через обмотку электромагнита посылается прерывистый ток, на камертон действует периодическая сила Эту силу нельзя выразить простой [c.84]

Глава 7 (Гармонический осциллятор). Очень важны линейные задачи и, в частности, задача о вынужденных колебаниях гармонического осциллятора. Даже в объеме минимальной программы необходимо разобрать первый из трех примеров нелинейных задач, потому что он дает студентам понятие о том, как они могут оценить ошибки, обусловленные линеаризацией задачи о колебаниях маятника. Понятие о сдвиге фаз при вынужденных колебаниях гармонического осциллятора не сразу воспринимается большинством студеп-тов. Здесь помогает хорошая лекционная демонстрация. Электрические аналогии плохо воспринимаются на этой стадии преподавания, и их, может быть, следовало бы оставить для лабораторных работ. В демонстрации входят гармонические колебания камертонов (следует усилить их, чтобы звук был хорошо слышен, а также показать форму волны на экране) вынужденные колебания груза на пружине задаваемые генератором сигналов вынужденные электрические колебания контура, состоящего из сопротивления, индуктивности и емкости прибор Прингсхейма колебания связанных осцилляторов. [c.15]

Мы рассматривали выше случай возбуждения вынужденных колебаний, при которых внешнее воздействие непосредственно вызывает движение колеблющегося тела или отдельных его точек. Однако колебания могут возникать и в том случае, когда внешнее воздействие не вызывает непосредственно движения системы, а лишь периодичееки изменяет свойства колебательной системы. Когда внешнее воздействие сводится к изменению свойств системы, то оно изменяет какой-либо из параметров, характеризующих свойства системы. Такие воздействия называются параметрическими. Например, параметрическое воздепстзие на струну можно осуществить, прикрепив конец струны к ножке камертона, которая колеблется вдоль струны (рис. 443). При этом, несмотря на то, что ножка камертона не будет сообщать никаких поперечных движений точкам струны, а будет лишь периодически изменять ее натяжение,. ------------------------- ----------------- [c.674]

Мы имеем здесь, таким образом, случай вынужденных чолебаний. Обычно они слабы и даже незаметны. Однако, когда внешний звук имеет высоту, равную (или очень близкую) к высоте, характерной для этого камертона, то получается значительное усиление, и колебания камертона оказываются довольно заметными. [c.71]

Впервые ёще М. Фарадей [51 (1831 г.) экспериментально наблюдал и исследовал параметрические колебания. Затем G. Мельде [6] (1859 г.), наблюдая колебания струны, цатянутой между двумя противоположными точками звучащего колокола, пришел к мысли об экспериментальном изучении возбуждений колебаний в натянутой тонкой струне, один из концов которой был жестко закреплен, а другой прикреплен к колеблющемуся камертону. Движение точки прикрепления тpyнь совпадало с направлением оси струны, а период поперечных колебаний струны был вдвое больше периода колебаний камертона. Первое теоретическое объяснение явления параметрического резонанса было дано Дж. Реле м [7] (1883— 1887 гг.). Релей рассмотрел ряд задач о параметрическом возбуждении колебаний механических систем (качелей, струны), не затрагивая вопроса о вынужденных колебаниях в системе с переменными параметрами под действием внешней силы. [c.6]

Филлипс занимался так ке и вынужденными продольными и поперечными колебаниями стержней и дал решения таких задач ), как, например, задача о продольных колебаниях стержня, один конец которого подвергается действию периодическо11 силы ). Исследуя поперечные колебания, Филлипс остановился на определении напряжений в паровозном шатуне, все точки оси которого описывают окружность одного и того же радиуса. Он рассмотрел также и колебания струны, один конец которой закреплен, другой же присоединен к камертону, совершающему гармонические колебания. Развитые Филлипсом методы исследования поперечных колебаний стержней были использованы впоследствии Сен-Венапом при обсуждении частных случаев поперечных колебаний в Ilj)n-ложении 61 к его переводу книги Клебша (см. стр. 292). [c.296]

Опыт. Резонанс в картонных трубках. Воспользуйтесь трубками из опыта 5.15. Вибрирующий камертон расположите у одного конца трубки. Систему из двух трубок, вставленных одна в другую (опыт 5.15), будем назьшать тромбоном . Если взаимное расположение трубок таково, что тромбон настроен на 523,3 гц, то вы услышите прекрасный громкий звук. Если этого не происходит, настройте тромбон в резонанс. Вопросы когда тон (частота) собственных колебаний воздуха в трубке отличен от тона (частоты) возмущающего трубку камертона, то какой тон (частоту) вы слышите (Сперва, пользуясь знанием теории вынужденных колебаний, предположите, каким должен быть ответ. Затем сделайте опыт.) [c.240]

Как уже было сказано, различие между вынужденным и свободным колебаниями очень важно можно, однако, заметить, что большинство вынужденных колебаний, которые мы будем рассматривать как навязанные системе, в конечном счете берут начало в движении некоторой другой системы, которая воздействует на первую и в свою очередь сама находится под ее воздействием. Колебание, таким образом, можно рассматривать как вынужденное по отношению к системе, пределы которой установлены произвольно, даже тогда, когда последняя сама частично ответственна за период действующей на нее силы. С более широкой точки зрения, охватывающей обе системы, данное колебание будет рассматриваться как свободное. Следующий пример может поясни ь сказанное. Камертон, колеблющийся в воздухе, есть часть сложной системы, включающей в себя воздух и камертон, и по отношению к этой сложной системе колебание является свободным. Но хотя на камертон и влияет реакция воздуха, эффект ее очень мал. Для практических целей движение камертона удобно рассматривать как заданное, а движение воздуха — как вынужденное. Ошибки не будет сделано совершенно тогда, когда за основу вычислений будет взято действительное (т. е. с учетом влияния окружающей его среды) движение камертона. Особые преимущества рассматриваемого приема обнаруживаются, однако, в том случае, когда требуется приближенное решение. Действительноё движение достаточно тогда заменить тем движением камертона, какое имело бы место в отсутствии воздуха, а впоследствии, если это необходимо, ввести поправку. [c.74]

Вынужденные колебания квадратных и круглых мембран были далее экспериментально изучены Эльзасом ), который подтвердил выводы Савара относительно ответа мембраны на звуки произвольной высоты. В этих опытах колебания камертона передавались мембране посредством легкой нити, прикрепляемой нормально в центре положение узловых кривых и максимумов смещения наблюдалось обычным способом при помощи песка и порошка ликоподия. Мемуар Эльзаса сопровождается рядом фигур, иллюстрирующих влияние звуков прогрессивно нарастающей высоты. [c.368]

В опытах, описанных в предыдущем разделе, колебания воздуха являются вынужденными, так как высота определяется внещним источником, а не (в сколько-нибудь значительной степени) длиной столба воздуха. Правда, строго говоря, все незатухающие колебания являются вынужденными, так как свободные колебания не могут продолжаться без затухания, если только трение не отсутствует полностью, т. е. если случай не идеальный. Тем не менее практически важно отличать колебания столба воздуха, возбуждаемые продольно колеблющимся стержнем или камертоном, от таких колебаний, как колебания органной трубы или поющего пламени. В последних случаях высота звука зависит, главным образом, от длины столба воздуха, функции же воздушного потока или пламени ) заключаются только в восстановлении энергии, потерянной вследствие трения и сообщения с" внешним воздухом. Воздух в органной трубе следует рассматривать как столб, колеблющийся почти свободно, причем нижний конец, через который проходит струя воздуха, трактуется грубо как открытый, а верхний конец — как открытый или закрытый, смотря по тому, что имеет место. Так, длина волны основного тона закрытой трубы в четыре раза больше длины трубы, и по всей длине трубы, за исключением концов, здесь нет ни узла, ни пучности. Обертоны трубы—нечетные гармоники дуодецима, большая терция и т. д., соответствующие различным подразделениям столба воздуха. Например, в случае дуодецимы имеется узел в точке трисекции, ближайшей к открытому концу, и узел в другой точке трисекции, посредине между первой и закрытым концом трубы. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...