Почему раскачиваются качели?
Секрет — в такте. Толкайте с частотой, близкой к собственной частоте качелей, и каждый слабый толчок добавляет энергию вовремя: размах растёт лавиной. Это резонанс. Крутите частоту толчков.
Собственная частота: 1.00×
Ваши толчки: —
Размах: —
Вспышка у сиденья — момент толчка. Подведите частоту к 1.00× — и качели разгонятся до предела. Ниже — резонансная кривая.
Резонансная кривая
Установившийся размах в зависимости от частоты толчков. Пик — ровно на собственной частоте (1.00×): там система откликается сильнее всего.
Почему растёт размах
1В такт. Толчок приходит, когда качели уже движутся вперёд, — сила помогает движению и добавляет энергию.
2Накопление. Каждый период энергии добавляется чуть больше, чем теряется на трение, — амплитуда растёт.
3Не в такт. Если частота другая, толчки то помогают, то мешают и в среднем гасят друг друга — размах остаётся малым.
Где резонанс важен
На резонансе настраивают радио и струны гитары, из-за него гудят стёкла от басов, а мосты проектируют так, чтобы шаги и ветер не попадали в их собственную частоту.
Знаменитый Такомский мост в 1940-м разрушил именно резонанс от ветра.