11 ... ПоследняяПоследняя
Показано с 1 по 10 из 3291

Тема: Физические вопросы для скрипичных мастеров

              
  1. #1

    По умолчанию Физические вопросы для скрипичных мастеров

    Сегодня обнаружил, что тема «Звук скрипки» закрыта по причине флуда. Оказалось, что вопросы колебаний, автоколебаний, резонансов, добротности, спектрального анализа и тому подобные были сочтены уважаемым модератором Роуссакоффом не относящимися к работе скрипки. Поэтому, дабы иметь возможность ответить оппонентам, пришлось открыть новую тему по этим сугубо физическим вопросам.

    Уважаемый Состенуто, сначала отвечу Вам.

    Цитата Сообщение от Sostenuto Посмотреть сообщение
    Сообщение от andreyviola
    Поскольку реальные часы работают на совсем других уровнях энергии, и не движут маятником, а всего лишь компенсируют потери на его собственное качание в условиях резонанса.
    Да Вы, дружище, вечный двигатель открыли! Поздравляю!!! А так как для компенсации потерь гире не требуется падения, а достаточно просто висеть на цепочке, то и подзарядка не нужна!
    Действительно, маятник, в котором не происходит никаких потерь энергии, колеблется вечно. Однако двигателем его назвать нельзя, поскольку как только он начнет что-то двигать, он станет терять энергию и остановится. Маятник реальных часов двигает конструкцию для передвижения стрелок. Без этой конструкции сам маятник уже был бы часами.

    Все часовые мастера стараются сделать потери энергии в данной конструкции минимальными. Однако они есть, и их надо компенсировать. Энергию на их компенсацию берут от поднятой над землей гирьки, висящей на цепи. Гирька, таким образом, требуется не более, чем для подзарядки системы, а движущей силой работы часов является сила притяжение маятника землей, которая рассчитывается через произведение масс земли и маятника. Чем меньше потери в механизма, тем легче может быть гирька, при одном и том же весе маятника.

    Всё это становится более, чем очевидным, если рассмотреть вопрос на цифрах. Допустим, на цепочке часов длиной 1 метр висит груз 1 кг. Для того, чтобы найти энергию, которой обладает этот груз, надо перемножить данные величины, и умножить произведение на g –ускорение свободного падения, которое условно приравняем к 10. Получаем, что энергия нашего груза равна 10 джоулей.

    Теперь переходим к маятнику тех же часов, который, допустим, тоже весит 1 кг. Допустим, при каждом отклонении маятник поднимается над землей (в крайних точках) на 2 сантиметра. Значит за цикл он поднимется на 4 сантиметра. Энергия, которая уйдет на один цикл, равна 0, 04х1х10=0,4 джоуля.

    Теперь посчитаем, на сколько циклов маятника хватает энергии груза не цепочке - 10/0,4=25 . То есть если бы груз на цепочке был двигателем маятника и ведущим механизмом работы часов, то такие часы совершили бы аж 25 колебаний (и это без потерь на трение) за один подъем гири на самый верх цепи, то есть не смогли проработать бы и минуты. А теперь вспомните, сколько времени на одну зарядку работали часы Вашей бабушки, и ответьте на вопрос, откуда они брали энергию для этой работы.

    Цитата Сообщение от Sostenuto Посмотреть сообщение
    Нобелевка вам обеспечена! Резонанс всё объясняет!
    Естественно, резонанс всё объясняет, но Нобелевка, к сожалению, мне не обеспечена – это слишком простые вещи для неё. Об этих вещах было известно задолго до не только Нобеля, но и Ньютона.

    Если есть вопросы, чувствуйте себя свободным в их задавании .


  • #2

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от mapnn
    Замечательно. Теперь вернемся к нашему колодцу.
    Бревно с цепью и ведром с водой отлично моделирует маятник Обербека.
    Если не поленитесь почитать о нем, то вам станет ясно, что
    между весом груза (ведром с водой) и временем его опускания до земли
    существует линейная зависимость.
    Маятник Обербека создан для исследования инерции оси и насаженного на неё механизма. Там исследуется, что происходит при увеличении инерции. Ясно, что чем больше инерция, тем труднее вращать ось.

    Однако в наших рассуждениях инерция была помехой, поскольку помехой она является и в маятниковых часах. Поэтому нас интересует, что происходит при уменьшении инерции. А при уменьшении тела падают одинаково (всё более и более, если говорить о помехах )

    Цитата Сообщение от mapnn
    Чем выше груз, тем быстрее он опустится до земли.
    Такого не может быть, потому не может быть никогда . Если, скажем, груз падает с высоты табуретки за секунду, то с крыши дома он быстрее, чем за секунду не упадет.

    Цитата Сообщение от mapnn
    Мне лениво тут выкладывать формулы основного закона динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Рекомендую ознакомиться самостоятельно.
    Да Вы уж выложите, вместе ознакомимся .

  • #3

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от Роман Н
    Сообщение от andreyviola
    А поскольку эта обувь очень плохо резонировала, то она была добротной еще и в строго научном смысле, согласно Вашему пониманию .

    Нет противоречий. Если Вы их видите, укажите, в чем они состоят.

    А всё-таки зря Вы не любите резонансов. А то ведь не задавали бы таких вопросов, если бы любили Ведушим является колеблющияся маятник. Ведомым, с очень небольшими оговорками, вся остальная конструкция часов. Воспользуюсь советом мудрого hobby и попытаюсь объяснить ситуацию на детском уровне .

    Возьмем для примера качели, металлические, хорошо смазанные. На качели сел папа весом в 100 кг, раскачался до какой-то амплитуды и попросил своего 5-летнего ребенка поддерживать эти колебания. Ребенок отказался, мотивируя тем, что у него не имеется сил качать такого тяжелого папу. Но папа сказал «Не волнуйся, твоих сил вполне хватит. Я буду говорить тебе, в какие моменты времени толкать качели, а ты, знай, толкай. Стань позади качелей и жди сигнала». На том и порешили. И вот, когда качели с папой максимально отклонились назад, папа крикнул «толкай», и ребенок приложил к качелям усилие, допустим, 1 кг, направленное вперед. На следующем периоде качаний папа снова крикнул «толкай», и картина повторилась. Через 10 минут пришла мама, и увидела, что папа преспокойненько качается на качелях в режиме незатухающих колебаний.

    Внимание, вопрос – перед нами классическая автоколебательная система, - кто в ней ведущий, а кто ведомый? Очевидно, что смысле организации всей работы и определения частоты колебания системы ведущим является папа, находящийся на качелях. Именно он определяет, когда в систему должна подаваться энергия, поддерживающая колебания. Папа - мозг всего процесса.

    Идем дальше. А кто исполнитель процесса? Обратим внимание на тот факт, сколько силы ребенка требуется для осуществления колебаний. 1-го килограмма хватает, чтобы качать 100- килограммового папу. Если качели смазаны лучше, то усилий от ребенка требуется меньше.

    Внимание, вопрос - каким образом такой слабый ребенок качает такого тяжелого папу? Как это может быть?

    Если бы мы понимали, что такое резонанс, мы бы, конечно, не задавали такого вопроса, но пока мы этого не понимаем, мы его задаём. Разумеется, папу качает не ребенок, его качает Земной шар и притягивающаяся к нему масса папы. Энергетически процесс осуществляет сила тяжести, зависящая от масс папы и Земли, но не ребенок. Ребенок только компенсирует потери энергии на трение в подшипниках качели. По мере улучшения конструкции подшипников усилия ребенка становятся всё меньше и меньше, доходя в пределе до совершенно мизерных значений. Однако 100 килограммовый папа продолжают раскачиваться на качелях с прежней амплитудой и частотой.

    Надеюсь, Вы не станете возражать, что и в энергетическом смысле ведущим таки является папа, находящийся в поле притяжения Земли. Отсюда же следует и ответ на Ваш вопрос - ведомым является всё остальное. Ребенок тоже выполняет роль ведущего, но лишь в той степени, в какой в системе имеются досадные помехи - сила трения. Однако в информационном смысле он - в смысле знания времени, когда включаться в работу - он всегда остаётся ведомым.


    Теперь возьмем следующую ситуацию. Папа останавливает качели говорит «А покачай-ка ты меня вдвое быстрее». Ребенок качает, но ничего не получается. Зовут маму, которая тоже качает, и тоже ничего не получается. Затем зовут на помощь пятерых здоровых мужчин, и с их помощью кое-как выполняют папино пожелание. Отчего же такие трудности? Оттого, что нет этого волшебного явления, по имени "резонанс". Частота колебания качелей не совпадает с их собственными, и приходится уже не поддерживать колебания очень малой силой, а принудительно качать - то есть отрывать от земли 100 кг. Инерция, поднимающая груз при резонансе, не работает. Ведущими здесь становится не папа на качелях, а пятеро мужиков вместе с мамой и ребенком. Папа превращается в ведомого.

    Надеюсь, эти нехитрые истории помогут Вам понять различие между стандартной работой часов и ситуацией, когда вы дергаете их за цепочку, - если, конечно, Вам удастся самостоятельно провести параллели между папой на качелях и маятниковыми часами. Если не удастся, дайте знать .
    Спасибо за разъяснение! Теперь мне стало все понятно! Вынужденные колебания на частоте резонанса надо называть автоколебаниями, а на частоте, превышающей резонансную в два раза, можно продолжать называть вынужденными!
    Вы правы. Конечно, автоколебания неотделимы от явления резонанса, но любая система для того, чтобы начать резонировать, должна быть сначала принуждена к этому. Потом она поддерживает колебания сама, и нуждается только в компенсации мелких потерь. Если они мелкие. Если не мелкие, резонанс затухает.

    Таким образом между вынужденными, авто и свободными колебаниями нет противоречия. Еще Аматеур показал, что эти понятия не однопорядковые, а скорее соподчиненные. Автоколебания – это и свободные и вынужденные в одном флаконе , надо лишь понимать, в чем они свободны, а в чем вынуждены.

    На частоте, превышающей резонансную в два раза, действительно остаются только вынужденные колебания, потому, что резонанс там затухает (если система добротна )
    Цитата Сообщение от Роман Н
    Как я раньше не додумался?
    Видимо, мало думали. Но это не старшно, главное, теперь Вы понимаете, что к чему

    Цитата Сообщение от Роман Н
    Предлагаю объявить физику лженаукой, т.к. она противоречит моему и Вашему пониманию самых разных процессов и дает неверные определения природных (чуть не сказал физических) явлений. Долой физику! Даешь интуитивизм! Ура, товарищи, ура!!!
    Не вижу, почему физику надо объявлять лженаукой. Лично моему пониманию процессов она соответствует, потому что я стараюсь соответствовать ей .

    Однако, всё это вопросы второстепенные. А вот различие между стандартной работой маятниковых часов и ситуацией, когда мы их дергаем за цепочку, Вам уже прояснилось?

  • #4
    Старожил Аватар для Роман Н
    Регистрация
    21.05.2008
    Адрес
    С-Пб
    Сообщений
    1,943
    Записей в дневнике
    1

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от andreyviola Посмотреть сообщение
    Теперь переходим к маятнику тех же часов, который, допустим, тоже весит 1 кг. Допустим, при каждом отклонении маятник поднимается над землей (в крайних точках) на 2 сантиметра. Значит за цикл он поднимется на 4 сантиметра. Энергия, которая уйдет на один цикл, равна 0, 04х1х10=0,4 джоуля.
    Энергию маятника надо представить в виде суммы потенциальной и кинетической составляющих, а потери отнести на счет трения, тогда гире не придется совершать лишнюю работу.

  • #5
    Старожил Аватар для Роман Н
    Регистрация
    21.05.2008
    Адрес
    С-Пб
    Сообщений
    1,943
    Записей в дневнике
    1

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от andreyviola Посмотреть сообщение

    На частоте, превышающей резонансную в два раза, действительно остаются только вынужденные колебания, потому, что резонанс там затухает (если система добротна )
    Для того, чтобы колебания были вынужденными, независимо от того, на какой частоте они возникают, сила, которая их вызывает должна быть периодической, т.е. изменяться с той же частотой.

  • #6

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от Роман Н Посмотреть сообщение
    Энергию маятника надо представить в виде суммы потенциальной и кинетической составляющих, а потери отнести на счет трения, тогда гире не придется совершать лишнюю работу.
    Правильно, в реальном маятнике потенциальная (с крайнего положения) "переливается" в кинетическую, а благодаря кинетической вновь набирает потенциальную (другое крайнее положение). И маятник сам себя движет. Точнее, им движет земля, о значении которой часто забывают. Земля тоже часть автоколебательной системы, в невесомости маятниковые часы не работают.

    Я представил расчеты по гипотетическому маятнику, который бы сам себя не двигал, а который бы двигался от силы зубчатого колеса, приводимого в движение грузом на цепочке. То есть его собственная кинетическая энергия бы здесь не учитывалась. Энергии груза на цепочке хватило бы на очень короткое время. Данная гипотетическая ситуация приблизительно выполняется для вынужденных колебаний маятника не на частоте резонанса, или если часы положить на стол и тянуть за цепочку. Тяга эта должна быть очень сильной, гораздо больше, чем дает висящий на цепочке груз.

    Можно провести простой эксперимент. Положить часы на стол, где они перестают работать, а груз на цепочке свесить вниз со стола. Легко будет увидеть, что его энергии не хватит даже на то, чтобы сдвинуть маятник с места. Это доказывает, что вовсе не он движет маятником.

    Цитата Сообщение от Роман Н Посмотреть сообщение
    Для того, чтобы колебания были вынужденными, независимо от того, на какой частоте они возникают, сила, которая их вызывает должна быть периодической, т.е. изменяться с той же частотой.
    Конечно. Когда ребенок пытался качать папу не на собственной резонансной частоте качелей с папой, а на другой, он как раз действовал периодически. Но система не восприняла это воздействие. Заставить её качаться на "чужой" частоте с той же амплитудой, с которой качалась она сама, требует гигантских усилий.

  • #7
    Старожил Аватар для Роман Н
    Регистрация
    21.05.2008
    Адрес
    С-Пб
    Сообщений
    1,943
    Записей в дневнике
    1

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от andreyviola Посмотреть сообщение
    Правильно, в реальном маятнике потенциальная (с крайнего положения) "переливается" в кинетическую, а благодаря кинетической вновь набирает потенциальную (другое крайнее положение). И маятник сам себя движет. Точнее, им движет земля, о значении которой часто забывают.
    Примерно так.
    Земля тоже часть автоколебательной системы, в невесомости маятниковые часы не работают.
    Вы, видимо, хотели сказать ходики, т.к. часы с заводной пружиной - тоже маятниковые. Последним (пружинным) наплевать на гравитационное поле земли
    Я представил расчеты по гипотетическому маятнику, который бы сам себя не двигал, а который бы двигался от силы зубчатого колеса, приводимого в движение грузом на цепочке. То есть его собственная кинетическая энергия бы здесь не учитывалась.
    Замечательно! Килограммовый маятник качается туда - сюда, а мы пренебрегаем его кинетической энергией!
    Энергии груза на цепочке хватило бы на очень короткое время. Данная гипотетическая ситуация приблизительно выполняется для вынужденных колебаний маятника не на частоте резонанса, или если часы положить на стол и тянуть за цепочку. Тяга эта должна быть очень сильной, гораздо больше, чем дает висящий на цепочке груз. Можно провести простой эксперимент. Положить часы на стол, где они перестают работать, а груз на цепочке свесить вниз со стола. Легко будет увидеть, что его энергии не хватит даже на то, чтобы сдвинуть маятник с места.
    Вот тут я не понял. Вы сняли ходики со стены, положили их на стол, потянули за цепочку... Зачем все это? Если для того, чтобы изменить характеристики автоколебательной системы, то предлагаю вернуться к началу обсуждения, а именно: возбуждению смычком скрипичной струны как примера автоколебаний.
    Это доказывает, что вовсе не он движет маятником.
    Предложите другой вариант

  • #8

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от andreyviola Посмотреть сообщение
    Однако в наших рассуждениях инерция была помехой, поскольку помехой она является и в маятниковых часах. Поэтому нас интересует, что происходит при уменьшении инерции. А при уменьшении тела падают одинаково (всё более и более, если говорить о помехах )
    Нравится Вам или нет, но бревно в колодце обладает моментом инерции.
    Груз, подвешенный к бревну будет раскручивать его тем быстрее, чем больше
    вес груза. И эта зависимость линейная. Именно это моделирует маятник Обербека.

    "Чем выше груз, тем быстрее он опустится до земли."
    - имелось ввиду выше его масса. Когда цитируете, не выхватывайте
    фразу из контекста, а то не ясно о чем это. Дешевый трюк.

  • #9

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от Роман Н Посмотреть сообщение
    Вы, видимо, хотели сказать ходики, т.к. часы с заводной пружиной - тоже маятниковые. Вы, видимо, хотели сказать ходики, т.к. часы с заводной пружиной - тоже маятниковые. Последним (пружинным) наплевать на гравитационное поле земли
    Вы называете маятниковыми всё, что маячит? Давайте тогда называть ходиками всё, что ходит Я не против. Кстати, самые первые часы были с горизонтальным "маятником", если верить историкам. По идее, им тоже наплевать, правда, груз на цепочке они всё же имели.

    Цитата Сообщение от Роман Н Посмотреть сообщение
    Замечательно! Килограммовый маятник качается туда - сюда, а мы пренебрегаем его кинетической энергией!
    Это хорошо, что Вы не хотите пренебрегать. Значит, Вы понимаете, что именно она движет маятником.

    Цитата Сообщение от Роман Н Посмотреть сообщение
    Вот тут я не понял. Вы сняли ходики со стены, положили их на стол, потянули за цепочку... Зачем все это?
    Чтобы нейтрализовать действие силы тяжести на маятник, то есть убрать ту кинетическую энергию (и потенциальную, конечно) которая им движет.

  • #10

    По умолчанию

    Цитата Сообщение от mapnn Посмотреть сообщение
    Нравится Вам или нет, но бревно в колодце обладает моментом инерции.
    Нравиться тут нечему. Для забора воды совершенно не нужна эта инерция. Важен диаметр бревна. Если сделать его полым из сверхлегкого аллюминия, то колодец будет работать точно так же, только лучше , поскольку не надо будет тратить силы на кручение лишней массы.

    Цитата Сообщение от mapnn Посмотреть сообщение
    Груз, подвешенный к бревну будет раскручивать его тем быстрее, чем больше
    вес груза. И эта зависимость линейная. Именно это моделирует маятник Обербека.
    А чего мы будем гадать, давайте формулу и посчитаем, что быстрее и насколько.

    Цитата Сообщение от mapnn Посмотреть сообщение
    "Чем выше груз, тем быстрее он опустится до земли."
    - имелось ввиду выше его масса. Когда цитируете, не выхватывайте
    фразу из контекста, а то не ясно о чем это. Дешевый трюк.
    Я не понял, что словом "выше" Вы обозначили вес Ведь можно, например, словом "тяжелее" обозначить длину - "этот путь тяжелее". Так что Вы правы, конечно.

  • Страница 1 из 330 1211 ... ПоследняяПоследняя

    Похожие темы

    1. Каталоги скрипичных мастеров
      от kotsubinsk в разделе Скрипичный мастер
      Ответов: 5
      Последнее сообщение: 14.06.2010, 14:47
    2. Ищу скрипичных мастеров в Питере.
      от MIXSonor в разделе Инструментарий
      Ответов: 3
      Последнее сообщение: 17.07.2008, 15:42
    3. Ссылки для скрипичных мастеров
      от VIOLAIL в разделе Скрипичный мастер
      Ответов: 5
      Последнее сообщение: 12.07.2008, 23:25
    4. А много ли здесь скрипичных мастеров?
      от Troy в разделе Скрипичный мастер
      Ответов: 11
      Последнее сообщение: 12.07.2008, 17:37
    5. Форумы скрипичных мастеров
      от amati в разделе Скрипичный мастер
      Ответов: 10
      Последнее сообщение: 06.05.2008, 17:51

    Социальные закладки

    Социальные закладки

    Ваши права

    • Вы не можете создавать новые темы
    • Вы не можете отвечать в темах
    • Вы не можете прикреплять вложения
    • Вы не можете редактировать свои сообщения
    •  
    Яндекс.Метрика Rambler's Top100