[بحث و گفتگو] رزونانس

[Mohsen 89]

در این تاپیک به مبحثی جالب خواهیم پرداخت
پدیده ی رزونانس یا تشدید در نوسان
به این میپردازیم که چی هست، کجاها مشاهده میشه و اینکه آیا پدیده ی مفیدی هست یا مضر و اینکه چه کاربرد های مفید و مضری داره و برای تشدید ش در مواقع مفید و جلوگیری از اون در مواقع مضر، چه کاری میشه انجام داد
بعد از طرح این موضوع و بحث و گفتگو در این مورد خواهید دید که رشته ی فیزیک و تسلط به مفاهیم اون چقدر کاربردی هست و چه کاربرد های حیاتی ای داره و یک فیزیک خوان یا فیزیک دان خوب بودن می‌تونه از چه فجایعی جلوگیری کنه و یا چه پدیده های زیبایی خلق کنه

 

[Mohsen 89]

این تاپیک به صورت بحث و گفتگو پیش خواهد رفت ( البته اگر مشارکت کنید!!)
قبل از توضیحات بیشتر
بفرمایید بگید ببینم میدونید رزونانس چی هست؟
و اینکه کجاها با این پدیده روبرو شدید؟
آیا پدیده ی مفیدی بوده ؟ یا پدیده ی مضر؟

 

[♥@SH!M♥]

ببخشید استاد نمیشه از مفاهیم ساده فیزیک شروع کنید؟!!!

 

[Mohsen 89]

رزونانس اتفاقا خیلی ساده هست و شیرین
به همین دلیل این مورد رو برای بحث و گفتگو انتخاب کردم
اگر مورد دیگه ای در نظر دارین میتونین تاپیک ایجاد کنید یا تو تاپیک بحث و گفتگو مطرح کنید
تا حالا عبارت « تشدید در نوسان» یا رزونانس به گوشت خورده؟
اگر نخورده هم به نظرت تشدید در نوسان به چه معنی می‌تونه باشه؟

 

[♥@SH!M♥]

همون اختلاف ولتاژیه‌ک به وجود میاد درسته؟؟!!
واسه شبکه های برقی ک احتمالا چنین چیزی مضره !میتونه اختلال توو شبکه ایجاد کنه یا حتی باعث اسیب و سوختگی سیمو کابل بشه
حالا نکته مثبتش نمیدونم چیه؟!!

 

[Mohsen 89]

همون اختلاف ولتاژیه‌ک به وجود میاد درسته؟؟!!
واسه شبکه های برقی ک احتمالا چنین چیزی مضره !میتونه اختلال توو شبکه ایجاد کنه یا حتی باعث اسیب و سوختگی سیمو کابل بشه
حالا نکته مثبتش نمیدونم چیه؟!!

زنده باد
تلاش خوبی بود
ممنون از مشارکتت
اما پاسخ اشتباهی بود
همون‌طور که از اسمش مشخصه ( البته برای فیزیک خوان ها) رزونانس، یا تشدید در نوسان، اشاره به یک حرکت نوسانی داره ( یک حرکت رفت و برگشتی) که این حرکت، به دلیل پدیده ی رزونانس، شدت میگیره
پس برای تصورش اول باید یک حرکت رفت و برگشتی یا نوسانی رو در نظر بگیریم
حالا چندتا حرکت نوسانی مثال بزن

 

[♥@SH!M♥]

مثل اونگ

 

[Mohsen 89]

آفرین
آونگ ها ساده ترین نوع نوسانگر ها هستن که حرکت رفت و برگشتی یا نوسانی دارن
حالا در نظر بگیر یه آونگ هی می‌ره و میاد، در واقعیت این آونگ بعد از مدتی نوسان کردن، از حرکت می ایسته ( به دلیل وجود اصطکاک هوا)
اگر بخوایم چندتا مثال خیلی ملموس از آونگ ها بزنیم چیا میشه؟
پاندول ساعت، تاب، کشتی صباح تو شهر بازی و کلی مثال دیگه که اونها هم حرکت نوسانی دارن ولی خیلی شبیه آونگ نیست
یکم لذت بخشش بکنیم؟
یکی از حرکات نوسانی که خیلیم خوشایند هست، حرکت نوسانی سیم های ویولن هست، که وقتی آرشه بهش کشیده میشه سیم ها شروع به نوسان میکنن و تولید موج صوتی میکنن
حالا بریم به سراغ دوران کودکی و به تاب بپردازیم
یادتونه وقتی یکی رو تاب نشسته بود و وزنش هم زیاد بود چطوری.تاب میدادیمش؟
اول یه ذره هل می‌دادیم، بعد که میرفت جلو و برمیگشت، درست در لحظه ای که حرکتش رو به جلو شروع میشد دوباره هل می‌دادیم و این پروسه هی تکرار می‌شد
در نهایت یه کوچولوی ۴۰ کیلویی میتونست یه مرد یا زن ۸۰ کیلویی رو حسابی تاب بده
اما چطوری این اتفاق میوفتاد؟
ما خیلی ناآگاهانه از پدیده ی رزونانس یا تشدید در نوسان استفاده می‌کردیم
یکی از فوایدش شامل لذت بردن از دوران کودکی مون بود

 

[♥@SH!M♥]

جالب بود
ولی ما یکی سنگین بود نمیذاشتیم سوار بشه میگفتیم‌تاب میشکنه!
خب توو همون فیزیک یه فایده مثبتشو بگو

 

[Mohsen 89]

حالا مثال های بیشتری از رزونانس رو با هم بررسی می‌کنیم
یکی از کاربرد های جالبش که ممکنه اکثرتون همین الآنم در حال تجربه کردنش باشید و ندونید، کاربردش تو رقاصک داخل موتور ساعتتون هست!
داخل موتور ساعت های آنالوگ یدونه چرخ دنده هست که اگر موتور رو باز کنید میبینید، به یه فنر متصل شده، این چرخ دنده بصورت مداوم یک حرکت رفت و برگشتی رو تکرار میکنه، اما چطور؟ توسط عوامل مختلفی مثل میدان مغناطیسی که توسط باطری ایجاد میشه، این میدان مغناطیسی دقیقا مثل هل دادن اون شخص سنگین وزن روی تاب، دقیقا زمانی که چرخ دنده به نقطه ی انتهایی چرخیدنش میرسه و میخواد برگرده، تحت تاثیر نیرو قرار میگیره و دوباره به همون حرکت سابقش ادامه میده

از کاربرد های فیزیکی تر این پدیده میشه به محفظه ی تشدید لیزر ها اشاره کرد، که با ایجاد رزونانس، یک باریکه ی نور کم شدت رو تبدیل به پرتو پر قدرت لیزر میکنن

حالا شما چند تا مثال دیگه ازش بزنین و بعدش به این فکر کنید که این تشدید در نوسان آیا می‌تونه مضر هم باشه؟
اگر بله، چطور؟

 

[ALIREZA.F.1988]

آیا می دانید بال های هواپیما اگر دارای رزونانس باشند ممکن است در رسیدن به یک سرعت مشخص منفجر شوند؟
آیا می دانید اگر پایه های سکوهای نفتی که در دریا هستند دفع کننده لرزشهای ریز نوسان آب نباشند و آنها را انباشت کنند با آن عظمت خرد می شوند؟
آیا می دانید جریان جذر و مد آب دریا می تواند سازه های عظیم بتنی را به خاطر همین انباشت و رزونانس انرژی منهدم کند ؟

 

[Mohsen 89]

آفرین
تو مهندسی و بچه های بازرسی فنی به اینها میگن تنش های سیکلی یا دوره ای
اما اگر یه نگاه به تعریف نوسان تو پیام های بالاتر بندازیم میبینیم که اینها در حقیقت حرکت های نوسانی هستن و عواملی وجود داره که می‌تونه باعث این تشدید نوسان یا رزونانس بشه و در نهایت باعث تخریب سازه ها بشه
عواملی خیلی نرم، می‌تونه سازه های خیلی سخت رو دقیقا منهدم کنه
مثل چی؟
مثل حادثه ی پل پترزبورگ!
این حادثه چی بود؟
زمانی که یک گروهان سرباز که به صورت هماهنگ پا میکوبیدن از پل رد میشد، پل فروریخت!
اون پل قبلا بارها و بارها مسیر عبور کامیون های سنگین بوده و خم به ابرو نیاورده

حالا سوال اینه که چه چیزی باعث میشه یک گروهان با پا کوبیدن پلی رو تخریب کنن که زیر بار کلی کامیون سنگین رفته و خم به ابرو نیاورده؟

 

[Mohsen 89]

زمانی که اون اتفاق افتاد، خیلی ها در تعجب بودن که چه چیزی میتونست باعث چنان اتفاقی بشه!
در نهایت، تیم تحقیق اون زمان فهمید که این سازه ی مستحکم، در مقابل قرار دادن وزنه ای بسیار سنگین روی اون، مقداری خم خواهد شد، اما! زمانی که شما پل رو به جنبش وا میدارید، پل شروع به نوسان میکنه، و وقتی که شما با فرکانسی مشخص و به صورت منظم این نوسان رو بر روی پل شکل میدید، دامنه ی این نوسان رزونانسی مرحله به مرحله افزایش پیدا میکنه، مثل همون مثال تاب، که هر مرحله که اون فرد رو هل میدید دامنه ی حرکت تاب بیشتر و بیشتر میشه، در نهایت در مرحله ای مشخص دامنه ی نوسان، فراتر از حد تحمل سازه خواهد رفت و در نهایت پل فرو خواهد ریخت
در مورد تمام مثال هایی که علیرضا زد هم همین اتفاق رخ میده
هم در مورد باله های هواپیما، هم پایه های سکو های نفتی و هم سازه های عظیم بتنی!
اما آیا کار ما با فهمیدن این موضوع که رزونانس باعث خرابی میشه، کارمون تموم میشه ؟
خیر!
یکی از کارایی که حالا داریم این هست که دلیل این که رزونانس اتفاقا میوفته رو بررسی کنیم و ببینیم در چه شرایطی رزونانس اتفاقا میوفته و یا اینکه در چه شرایطی این رزونانس اتفاق نمیوفته!
و با تغییر شرایط و بردنش به سمت شرایطی که رزونانس اتفاق نمیوفته و نمیتونه بیوفته, از فجایعی مثل چیزایی که علیرضا گفت جلوگیری کنیم
موردی که برای پایه ی سکوهای نفتی مطرح شد و علیرضا بهش اشاره کرد، دفع کننده ی لرزش ها بود، اما ما اینجا قرار نیست بگیم خب این هست دیگه! ما به بررسی این میپردازیم که این دفع کننده ی لرزش های رزونانسی چطور ساخته و طراحی میشن؟ و اصول ساخت و طراحی اونها چی هست؟
چون فیزیک علم اصول مهندسی هست و تمام اصول مهندسی بر مبنای علم فیزیک بنا شدن