ПРОБЛЕМА ВІБРАЦІЇ

Вступ; Проблема вібрацій; Синхронні поперечні рухи; Проблема коливання та руйнування мостів; Сумніви про коректність сучасної теорії коливань; Декартові координати – основа сучасної математики; Імітації; Коливання і Хвилі; Коливальні рухи.

* * *

Чи правильно ми уявляємо розуміння «Рух» «Хвилі» та «Коливання». Від цього залежить визначення, на якій стадії цивілізаційного процесу ми стоїмо. Питання дуже делікатне, саме тому, що воно дуже просте, але від Ньютона до нашого часу не визначили досконально природи світла.

Фізика є наука філософська, наука спостережень, лоґічного аналізу та висновків розуму, а не запам'ятовування формул, що є у ХХІ столітті, як нині кажуть, "лохотроном".

Хочу зазначити, що „Елементарний підручник ФІЗИКИ” за редакцією академіка Г.С. Ландсберга, що вийшов у 1952 році, найкращий, з нині існуючих підручників, бо він створювався у часи, коли ще викладали у середній школі предмет „Лоґіка”– розвиток розуму. Нашого часу, якщо дивитись на сучасні уявлення про коливання струни в якій є відцентрова та доцентрова сили, то підручник „Берклеєвського Курсу ФІЗИКИ”, де пропонують вигнути струну за ґрафіком уявного поздовжнього коливання та збудити її, щоб отримати таку ж частоту й з такими ж модами, який вигнули на струні???!. . . Це дійсний "лохотрон"!

Такі зрозумілі кожному речі, що не наважились написати про закономірність їх виникнення, а тільки абстрактні математичні формули, що стосуються майже усіх явищ, якщо їх з розумом і до місця використати! Тому маємо велику кількість синонімів, але у науки не має бути синонімів та імітацій, повинно бути однозначне визначення і правильний, зрозумілий прилад.

Почнемо з простішого. Що являє рух?

Рух є процес переміщення.

Мовою довідника для наукових працівників, інженерів, викладачів вищої та середньої школи, студентів та школярів старших класів: "Розрізняють два типи рухів: поступальний рух та обертальний рух".

Найпростіший – поступальний рух. Другий, більш складний, а так як їх тільки два, то найскладніший тип руху – обертальний! Найпростіший – рух нерухомої точки або, що дорівює їй – тілу. Рух по ходу переміщення – вздовж !

При уважному підході до цих двох незалежних рухів, слід звернути увагу на початок першого руху: Поступальний рух має вектор, що строго направлений уперед. Якщо збільшити точку, яка позбавлена астиґматизму, то отримаємо кулю і вектор, який спрямований у центр цієї кулі. Вектор, що спрямований інакше – не є вектор. Напрямок вектора показує дійсний центральний, поступальний рух уперед. Усякі криві поступальні рухи слід розглядати, як спотворення поступального руху внаслідок впливу сторонніх сил, що знаходяться у стороні та змінюють траєкторію руху.
Так рух тіла, що кинули під кутом до горизонту у межах Землі, має змінне прискорення, викривлену форму руху та траєкторія його - напівперіод гравітаційного коливання з усіма його ознаками. При рівномірному обертанні колеса – сила, що стабілізує швидкість і траєкторію – вільна вісь, що обертається, жорстке з'єднання конструкції і примусове, рівномірне обертання приводу розглянутого руху. При вільній дії ґравітації Землі, картина траєкторій змінюється, але поступальний рух в усіх випадках залишається постійним.

Поступальний; рух вперед, прогресивний рух. Вектор поступального, прогресивного руху не терпить роздвоєння, тільки вперед! Від того прогресивний рух має функцію горизонтальну, пряму лінію в декартових координатах. Але поступальний рух може змінювати свою траєкторію залежно від діючих сил на своєму шляху. Це може бути енерґія ґравітації Землі, електростатична або маґнітна енерґія. Поступальний рух при відсутності перешкод – пряма і тільки пряма лінія. Але,

Поступальний рух визначається за напрямком, швидкістю, та траєкторією,

бо траєкторія це односпрямована функція, що має в собі усі ознаки поступального руху вперед (і у боки?)!

Другий тип руху, це обертальний рух. Рух, що обертається навколо своєї осі. В цьому є примхливість. Чим відрізняється обертальний рух від поступального? У поступального та його різновидів, а також у обертального – рух здійснюється уздовж своєї траєкторії! Одна особливість – обертальний рух пов'язаний у своєму русі з нерухомою віссю. Якщо тіло, що рухається поступально, з'єднати на деякій відстані з вільною, що обертається, віссю, воно буде здійснювати поступальний рух з круговою траєкторією. Але обертальний рух розглядається як особливий, самостійний рух. В такому разі, рух тіла, що кинули до гори під кутом (складніший за обертальний рух), або рух тіла, що відпустили з башти, вони теж пов'язані у своєму русі з віссю Землі та ґравітацією!

Таким чином, обидва рухи, поступальний і обертальний рух – визначені наукою, як два самостійних рухи – є різновиди одного виду:

– Поступальний рух.

Тому, до ХХІ століття наука дійшла тільки до найпростішого поступального руху. Усі інші рухи розглядаються з позиції поступального руху.

Наступне визначення: «Хвиля». Якщо сказати просто – хвиля це траєктория руху. Таким чином, ми визначимо поступальну хвилю. Але хвилі є поступальні і коливальні. Це зовсім різні фізичні явища, вони потребують часу та розгляду разом з рухом та хвилями.

Поступальні, вони ж поздовжні безмежні хвилі, що мають форму прямої лінії. Коливальні – поперечні хвилі, що обмежені у просторі та мають параболічну форму.

* * *

Проблема руху та його ознаки

Коливальний Рух Деформованого Тіла – єдиний з рухів, що не потребує додаткового живлення, якщо не витрачає енерґії.

Еквівалентний до механічного коливального контуру – струни – соленоїд у електриці, при поодинокому, миттевому збуженні від ґальванічного елементу у 1,5 волльта , на осцилоґрафі показує кидок коливання до 200 вольт, тому, що соленоїд, окрім індуктивності, має в собі ємкість у вигляді витків дроту та густини намотки, що обумовлюють повертаючу силу.

Усі ключові ґенератори припиняють ґенерацію з вимиканням живлення. Єдиний коливальний контур у детекторному варіаті, без електричного живлення, взмозі працювати у тисячах кілометрів від передавача!

У земних умовах це найеколоґічніший і найекономічніший вид енергії, що працюватиме на принципах дійсних коливальних хвиль.

Існує загальносвітова думка, що рух хвилі починається від місця збудження. Це нормально для поступальної односпрямованої хвилі.

Розглядаючи балку, або струну в Опорі Матеріалів, приходимо до висновку: механічний зсув пружної конструкції, що стоїть на двох жорстких опорах, змушує утворювати реакцію повернення конструкції до початкового стану та викликає три зусилля:

- а . поштовх хвилями Гюйґенса за швидкістю звукопровідності матеріалу вздовж конструкції у напрямках до опор;

- б. утворення коливальних хвиль, що біжать від більшої сили – опор, до меншої сили – струни;

- в . у місці обурення, від двох опор, утворюються дві хвилі, щоі стоять, які формують моди коливань.

* Хвилі, щоі стоять – Стоячі хвилі це рух і відбиття хвиль у обмеженому просторі, де вузли та пучності хвиль збігаються незалежно від напрямку і полярності руху. Стоячі хвилі можливі тільки в системах коливання, де поділи довжин хвиль сумірні у ціле число разів. Внаслідок руху хвиль з високою частотою, у постійних фазах та інерційних властивостях зору, створюється враження нерухомості хвиль. Стоячі хвилі мають найбільшу єнергію з причини постійного збудження однакових місць у своєму русі. Для доказу: з повільною швидкістю, згинальним рухом зламайте в одному місці шматок дроту!

Проблема вібрації жорстко пов'язана ще з проблемою руху;

Проблема Руху.

Наука знає тільки рух статично визначеної точки у поступальному, односпрямованому русі. Обертальний рух, що визначений як другий, окремий, незалежний рух, є різновидом поздовжнього, односпрямованого руху. Це різновид поступального руху («Довідник з фізики», Х. Кухлінг, МОСКВА «МИР», стор 43, 6.1.1.), тільки закільцьований, як усі інші різновиди 6-го розділу "Кінематика" у довіднику».

Рух статичного, деформованого тіла, виникає синхронно в усіх частинах тіла згідно отриманих зусиль та їх напрямків. Рух звільнення струни виникає синхронно від двох протилежних напрямків. Це багатосторонній синхронний рух, в ньому немає ознак на обертальні рухи.

Поступальний рух є односторонній рух статично визначеної точки, починаючи від рівномірного поступального руху і закінчуючи обертальним рухом.

Розгляд руху деформованого тіла у довідниках і теорії – відсутній.

Розглядаються у «Опорі Матеріалів» всілякі зусилля, але звільнення від деформацій, час його відносно маси та еластичності, продовження руху від перепаду зусиль та інерції у тілі та інше – не розглядаються! Користуються, у визначеннях частоти коливань гармонік деформованого тіла емпіричними таблицями, тобто, складеною статистичними спостереженнями, але не зрозумілими, як науково обґрунтованими!

Коливальний рух характеризується постійною сумою двох енерґій, кінетичної і потенційної . Це взаємно зустрічний, синхронний рух двох енерґій. При достатньо відчутним поштовхам коливань – сума їх енерґій постійна і не змінюється.

Початок коливального руху – не тільки початкові умови, що складають постійний, статичний стан та закінчення утримання тіла у деформованому стані. Це увесь перехідний процес, що містить тимчасову дію та спричинення жорсткості деформатором. Це пересування і розподіл одного центру мас на два у різних відтинках довжини струни. Це час звільнення від деформатора і початок руху з зусиллями, що спричинив деформатор.

Коливальний рух починається від більшої сили у напрямку місця обурення де формується уся картина коливання. Швидкість руху залежить від співвідношень пружності і маси його частин і зусиль, що вони отримали у місці прикладання сили.

(Це другий тип руху, який не розглядається у «Справочник по Физике», Х. Кухлинг, МОСКВА «МИР» 1983, стр.42, 6. Кинематика, що означає – не розглядається у Світовій Науці)!

Всякий поздовжній рух є пряма лінія. Змінною компонентою може бути склад згущення-розрідження заданої функції ґрафіку.

Такий рух являє поздовжню хвилю. Рух хвилеподібною (синусоїдальною) формою залежить від якостей середовища, у якому він розповсюджується.

Поздовжня хвиля – траєкторія руху форми хвилеводу.

Проблема вібрацій і теорії синхронних поперечних рухів.

При вивченні наук приклади корисніші від правил.

І. Ньютон.

Елементарні уявлення – фундація науки без яких науки не існує.

В. Ванжа.

Питання на "засипку": якщо збудити струну не в середині, повертатися до нормального стану вона буде по черзі від якогось обраного боку, чи природним чином – згідно своїм властивостям та отриманій деформації, від обох боків, одночасно?

Схема збудження струни у місці з розподілом відносин частин – 2/1

На верхньому Рис.1. зображено одну струну у якій синхронно рухаються хвилі коливання від обох опор. Це найпростіша схема коливання струни, якої немає у підручнику під редакцією академіка Г. С. Ландсберга, що допущений Міністерством вищої та середньої освіти СРСР у якості учбового посібника для слухачів підготовчих відділень вищих учбових закладів. "Елементарний Підручник Фізики." Том ІІІ, Коливання, Хвилі, Оптика, Будова Атома. Видавництво "Наука", Головна Редакція Фізико Математичної Літератури. Москва 1973. На сторінці 137 надані рисунки збудженням струни – в одну, у дві та у три руки замість однієї у різних місцях. Це імітація, де хочуть показати те, що хочуть, а не природний рух, і вона є в Інтернеті. www.physel.ru/mainmenu-48/mainmenu-53/559-s-49-.html

В нашому варіанті Рис. 1.: Ліва частина показує рух хвилі від дальньої опори – А, відтинком «а» у напрямку точки – С, місця збудження. На правій частині рисунку рух хвилі від опори – В, відтинком «б» коротшої частини. Місце збудження, відносно обох опор, формує дві синхронні хвилі, що прямують своєю повною довжиною до повного згасання.

Рух хвилі від опори – А, має свою чверть хвилі у дві частини розподілу. Це говорить, що повна довжина хвилі дорівнює 8 частин. Всі моди – хвилі, що стоять, мають дзеркальний вигляд, відносно осі коливання. Така ж закономірність на світлині і схематичному рисунку.

Рух хвилі від опори – А, у 8 частин розподілу. Мода цієї хвилі – 4 частини! Так само визначив моду коливань автор формули коливання струни Марен Мерсен – 1/2L – половина струни, для основного коливання. У нашому випадку основний тон коливання – 6 частин, або 3 частини моди, хвилі, що стоїть.

Ми отримали від руху хвилі, що не використовують у офіційній науці – основний тон. У офіційній науці для вилучення основного тону потрібно збудити струну по середині. У нашому випадку такий рух від дальньої опори надав можливість отримати усі моди: унтертон, основний тон та дві гармоніки – моди.

Рух хвилі від опори – В, що має 1 частину розподілу, формує напівхвилю – моду у дві частини та у залишку струни в одну частину – найменшу моду даного розподілу.

Нижній рисунок показує загальний вигляд повного коливання струни у даному розподілі.

На фотоґрафії видно місця, що засвічені різними ступунями інтенсивності. Короткі – контрастніші, довгі – більш м'яко. Це говорить про кількість разів рухів за проміжок часу проходження шляху в одному місці. Проходження шляху у даному місці, початок, кінець і місце проходження, свідчать про синхронність і закономірності даного процесу, залежності його від загальних параметрів даного пристрою і місця впливу на нього.

Це природний процес, що не залежить від бажання дослідника!

У наслідок змінного опору струни до згинальної деформації виникає залежність швидкості поперечної хвилі коливання. Всі коротші моди утворюються біля опор. Короткі моди в середині струни, як видно на світлині, утворились унаслідок спотикання зустрічних хвиль. Від місця вздовж струни, відносно опор, залежить швидкість поперечного руху згинальної хвилі та здатність її утворювати моди коливань. Синусоїдальна хвиля, якої в дійсності не існує, але її прийняли як прилад для виміру і аналізу спектру хвиль і коливань – не здатна вказати на місце виникнення гармоніки – моди.

Такі можливості є у наданому способі аналізу коливань, ґрафічному способі мультиплікації і нумерації кожної послідовності руху хвилі коливання, що дає можливість визначити місце виникнення мод коливання та їх особливості.

Такі рисунки я став креслити на початку 60-х років, коли купив книжку «З записок майстра», І. Ямпольський, М. 1960 р, про творчість самоучки, головного консультанта московської фабрики музичних інструментів, Тимофія Пилиповича Підгорного. Дослідження поверхні деки скрипки, креслення вузлів і пучностей та їх розташування, привели мене до подібних рисунків. Потім, вже через 10 років, я зробив серію знімків. Найкращий з них у цій роботі. Порада мого друга опублікувати мої знахідки змусили мене порівняти мою роботу з офіційною наукою і зробити такі висновки:

Наука про рух представлена єдиним найпростішим поступальним рухом нерухомої точки або тіла і його різновидами. Сюди входить рух, що зачепився за вісь і перетворився у обертальний, але все ж таки він поступальний криволінійний рух, що замкнувся у коло.

Сучасна механіка визначає рухи за двома типами. Таких рухів є тільки два: поступальний рух (див. розд . 6.1.) та обертальний рух (див. розд. 6.3 .) Х. Кухлінг," Довідник з фізики ", М. 1983. Інших рухів наука не визнає.

У XVIII століттях у наукових колах були прийняті два типи руху – поступальний і обертальний. Рухи живих організмів і рослин не вважались прийнятними. У наш час, при існуючій гіпотезі нескінченного поступального руху, який замикається у коло – доводиться вважати будь-який рух XVIII століття, однотипним послідовний, поступальним рухом.

Для поступального руху була створена спеціальна система розрахунку:
- а . декартові координати з малими порціями збільшень і початком шкали від нуля;
- б . когерентні (поступальні) хвилі з одностороннім (круговим) рухом;
- в. відмова від синхронного (множинного) або зрушеного в часі поперечного руху;
- г. прийняття фази руху у вигляді кругової – 360 ґрадусів з відставанням або випередженням, а не відносним, щодо часу або процесу, фазою руху.

Дотримуючись гіпотези про безкінечний напрямок поступального* руху, пряма лінія, що являє траєкторію його – замикається у коло, радіус якого дорівнює нескінченності. Отже, поступальний і обертальний рухи являють один тип поступального, односпрямованого руху по колу. До цих рухів належать усі інші поступальні рухи такі, як рух тіла що кинули до гори під кутом до горизонту, коливання маятнику та інші з віссю, що вільно обертається. Виняток становить обертальний рух тіла з жорстко закріпленою віссю обертання, яка утворює згинальний момент і цим перетворює обертальний у коливальний рух. Але, коливальний рух, незважаючи на визначення його давніми ознаками, прийняли як «траєкторію рівномірного руху точки по колу» – що вже у визначенні суперечить філософському та філолоґічному сенсу слова.

Усі рухи першого типу розглядають, як рухи статично нерухомих тіл у просторі.

* У англійському варіанті визначення, поступальний рух іменується проґресивним рухом. Зворотний напрямок є реґресивний.

* * *

Проблема коливання та руйнування мостів.

Довгі мости являють собою супер-потужні двигуни – "Перпетум мобіле" – які працюють за принципом резонансного коливання. Вони мають потужність у меґатонах безкоштовної екологічної енергії, але як мости, при надмірних коливаннях і руйнації, дуже загрожують життям людей.

Принцип резонансного коливання, за назвою визначення «резонансне» – що створено відголоском – являє собою природний спосіб синхронізації. Входження у резонанс – намагання постійно синхронізуватись – притаманне усій природі.

С лово «резонанс» – доводить, що синхронізація, в такому випадку, являє суцільне явище впродовж усього процесу. На відміну синхронізації електронних та механічних штучних приладів, де синхроімпульс діє на початку процесу, природна резонансна синхронізація діє безперервно, коректуючи усі коливальні рухи.

Природна синхронізація діє постійно і це притаманне для дійсного коливання. Єдине з мистецтв,що доступне усьому живому, це музика. Їй не потрібні перекладачі, хоча у фізичному сенсі вона дуже складна. Вона математична, бо обирає тільки раціональні співвідношення. Дійсне коливання, як видно на фотоґрафії, має однакові за формою хвилі і гармоніки. Моди коливань – гармоніки, звукоряд до октави – близькі одна до одної та відповідають гармонії ладу усіх людей та усіх континентів. Навіть у штучного імітатора коливання – кола, відношення величин довжини кола та діаметру через ірраціональне число "пі", чим воно ще раз заперечує свою причетність до коливання.

Конґломерат напрямків, швидкостей та типів хвиль – являє природне, поперечне, синхронне, резонансне коливання з усіма найпершими ознаками на відміну штучного гармонійного коливання, що є траєкторією рівномірного руху по колу за формою пряма лінія, але жодної ознаки коливання в ньому не існує.

Розгляд чотирьох пар схем утворення хвиль коливання (вібрацій) способом мультиплікації, показує кількість хвиль до початку утворення повного періоду коливання (резонансного співпадання). Якщо ускладнений, з відношенням 2/1 – дав 4 довжини струни, то не дуже складний, 5/3 – дав 72 довжини прольоту хвилі (чим коротшій шлях хвилі, тим більше інтенсивність вібрації).

Сучасний, нормально зпроектований міст має співвідношення довжин прольотів 1/1 – 2 довжини прольоту хвилі для утворення повного періоду коливання. Нещодавно побудований міст через Волгу у Волгограді, не має класичного, рівномірного варіанту будови через різні глибини дна річки, де встановлювали опори. Це врятувало, поки що, його від руйнування, але експлуатувати його небезпечно.

За традицією, що склалась у будівництві, мости і усі поздовжні конструкції розраховують ритмічними секціями. Секція А = В = С = … n; але за законами природи – такий розрахунок є найгрубіша помилка, бо відношення А/В = 1, – шлях повного періоду коливання, дві 1/2 хвилі, це абсолютний резонанс, найкращі умови для вібрації, коливань та руйнувань!

В епоху класицизму авторитет математиків набув найвищої шани. Математик Фур'є довів теорему про «гармоническую волну». Рівномірне обертання кола, не маючи точок орієнтації в механічному сенсі, не має можливості визначення дислокації місць виникнення і знаходження гармонік (мод) коливання. Тому в Теорії Коливань гармоніки – моди можна знайти тільки обчисленням за допомогою теореми Фур'є. Вважається, що гармоніки містяться в усій хвилі коливання у вигляді спотворень синусоїди, але місця дислокації їх – знайти неможливо! Це дійсно так: осцилограф, що бачить тільки хвилю згущення-розрідження, вказує місця злетів та спадів відносно лінійного імпульсу розгортки самого осцилографу. Визначення місця початку синхронізації – перемикачем ±, або за бажанням.

Унаслідок розгляду коливань у Фур'є-аналізі, а коливання Фур'є презентують кільце. Розділити однією рисою нескінченне кільце неможливо. Отже, коливання Фур'є можна і треба ділити на рівні частини цілих чисел. Дійсно 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/n, – розділяє все кільце на рівні частини, що дорівнюють знаменникам. Місце дислокації мод в усій довжині кільця. І чи є місце дислокації гармонік у поступової згущення-розрідження хвилі, що увесь час рухається у перед? І чи є визначене місця у кільця, що рухається рівномірно в один бік і не має можливості повернутися у зворотний бік, щоб зробити коливальний рух?

Нещодавно в Інтернеті зустрів дисертацію про коливання і спектральний склад звуку дек музичних інструментів різної форми. Прочитав про понад 250 ступенів свободи, але натяку на дислокацію місць утворення цих частот так і не виявив. Але дисертація захищена!

Теорема Фур'є побудована на імітації коливального руху. На привеликий жаль, в усій науці, як і в усьому нашому житті дуже багато імітаторів. Імітатори провокують явища природи. Зміни світлового режиму дня провокують зміни біологічних процесів рослин, чим користуються агротехніки. Зоотехніки використовують муляж корови для збору сперми у бика для штучного запліднення гурту. Найбільше імітаторів у використанні людиною від компютерних ігор до наочних посібників у навчальному процесі.

«Гармонійне коливання можна уявити у вигляді проекції рівномірного руху по колу. Якщо зобразити ґрафічно коливання на діаграмі відхилення – час, то вийде синусоїдальна крива». Це цитата з довідника з фізики Г. Кухлінга. Знаходимо ознаки імітації: – «можна уявити у вигляді проєкції». Для проєкції необхідний проєктор – допоміжний прилад для виявлення необхідного руху; – «Якщо зобразити ґрафічно коливання на діаграмі відхилення – час, то вийде синусоїдальна крива».

Діаграма – поступова! Прагнення зобразити на діаграмі процес, який відбувається перетворенням коливального руху, спотворення фізичного явища, це вже інше фізичне явище. Дійсний ґрафік рівномірного руху по колу є пряма лінія!

Це дійсно так: осцилограф, що бачить тільки хвилю згущення-розрідження – вказує місця злетів та спадів відносно лінійного імпульсу розгортки самого осцилографу. Визначення способу синхронізації за бажанням – перемикачем + або –.

Унаслідок універсальності неіснуючої хвилі рівномірного обертання кола – синусоїди, що являє собою пряму лінію у поступальних хвилях, її прийняли як зразок, шаблон, прилад для визначення форми усіх існуючих хвиль. Кожна існуюча коливальна нелінійна хвиля не може являти суму синусоїд різних амплітуд і частот. При перетворенні її у поступальну згущення-розрідження хвилю, що рухається через повітря, мікрофон, електричний провід – вона становиться лінійною. В такому разі вона вже поступальна, згущення-розрідження хвиля, у якій можна бачити на дисплеї осцилоґрафу ґрафік зміни параметру кількості, але за формою вона пряма й лінійна.

Промімь осцилоґрафа викреслює ґрафік вмісту електронів у проводі, напругу, згущення-розрідження. Форму коливань можливості накреслити у нього, як і у всякого приладу, що приймає послідовний сигнал, немає.

Розглянемо фізичний процес коливання:

Коливання струни являє коливальний рух. Механіки, у яких найголовніший предмет - сопромат, забувають про нього і починають обертати струну, яка ніяк не хоче обертатися!

Струна є двох опорна балка, яка позначена осьовою, поздовжньою лінією в Сопромат. Всі епюри напруг, реакції опор, прогини, розгляд правої і лівої частини, щодо зосередженого навантаження, поперечні сили: все це найкращі умови для правильного пояснення коливань! Досить навантажити балку, визначити напругу пружності і зсуву маси, а потім різко зняти навантаження і перевірити динаміку повернення балки в початковий стан. Ви побачите, що балка не обертається, а синхронно повертається з деформованого в початковий стан. При цьому ви побачите, що інерція маси прогнула балку і створила коливальний рух, і ліва і права частини рівноправні у цьому русі, і рух хвилі звільнення йдуть від самих жорстких елементів конструкції - двох опор!

В усьому світі вчені і розробники розраховують поступальні хвилі, а гадають що це поперечні, обмежені з обох сторін, згинні хвилі. З цієї причини дуже довгі конструкції, що мають велику кількість рівних секцій, зокрема мости, зайво вібрують і руйнуються.

Винахід ґенератора змінного струму на принципі рівномірного обертання кола і його значення, надали можливості зробити теорему Фур'є універсальною в теорії коливань. Була встановлена традиція вважати коливання рівномірним обертанням кола. Майстри-скрипники, що виробляли скрипки за збереженням корпоративної таємниці, яка існувала на той час (може не існувала?), не пручались такому визначенню. Але уважній людині, що вважає мову не просто набором слів, які мають якесь значення, а словом, що несе навантаження думкою про дію – просте запитання! Чи можна рівномірне обертання кола вважати нерівномірним, згинним рухом, розгойдуванням? Тільки при розбалансі кола, а найменший розбаланс вже не є рівномірне обертання кола!

(Розбаланс руху Землі навколо Сонця усього на 0,02% – створює розбаланс температур у помірних широтах 60 градусів, плюс-мінус 30 градусів за Цельсієм.)

Рівномірний обертальний рух є рух у один бік. Він характеризується стабільністю, великою потужністю, і зосередженою спрямованістю. Має застосування у стабілізації обертання машин, у вимірювальних приладах, ґіґрометрів і крутнів, в інерційних двигунах та ін. Рівномірний обертальний рух, унаслідок високої стабільності і постійності параметрів відхилення і його амплітуди – прямої лінії – способом виникнення механічних коливань бути не може, як явище зворотне до будь якого коливання!

Так звані "Гармонічні" хвилі – лінійні хвилі! Ці хвилі виникають посередництвом вироблення ґенераторами. Всі ґенератори виробляють лінійні хвилі згущення-розрідження, які містять певну кількість зарядів у даний час. Амплітуди викреслювання ґрафіків, помилково вважають формою хвилі. Насправді це амплітудне значення вмісту в них електронів, кількості їх, але, у жодному випадку, це не форма хвилі.

Ґенератори – коливань не виробляють! Коливання можуть виникнути, якщо в системі, куди прийшов імпульс від генератора, де є передумови для виникнення коливань. Наприклад все та ж балка і електромагніт, які живляться напругою від ґенератора з регульованою частотою. Амплітуда коливань у ньому буде залежати від частоти коливань ґенератора, віносно коливальних параметрів балки.

Коливання – означають:(Синоніми англійської мови) Переляк, двоїста політика, подвійний опціон, широкий крок, широко розставлені ноги, термінова арбітражна угода, стелажна угода, коливання, компромісна політика, подвійний стелаж, що накриває залп, що накриває група розривів снарядів, вести подвійну гру. . . та ще 50 синонімів, – дії, що відбуваються поштовхами, імпульсивно, з постійними змінами.

Спокій – рух разом із обмеженим простором і нерухомість відносно цього простору.

Рівномірне обертання – найбільша стабільність цілеспрямованого руху, що сильніша, ніж спокій, який готовий до будь-якого руху. Рівномірне обертання потрібно спочатку зупинити, а вже потім надавати йому здійснювати якісь інші рухи.

Теорема Фур'є – про рівномірне обертання кола,

Сумніви про коректність теорії коливань.

Академік Н. Н. Андреєв заборонив розглядати ялинову деревину, як анізотропний матеріал, що адекватний струнам – пізнім жорстким шарам в оточенні м'яких ранніх шарів у стовбурі. Академік, який підписав «Лист трьохсот», проти "лисенковщини у науці", сам забороняє, але не влаштовує наукової дискусіі. При цьому він займався акустикою (наукою про випромінювання і віддзеркалення хвиль, але не про коливання) і редагував книгу доктора фізико-технічних наук А. В. Римского-Корсакова та кандидата технічних наук Н. А. Дьяконова – "Музичні інструменти", М 1952. Академік Н. Н. Андреєв був згодний у главі –"Механічні властивості деки клавішного інструменту", де йшлося про розрахунок конструкції деки (резонатору коливань!) фортепіано. Там відзначається, що (цитата) "... главное затруднение лежит даже не в стоимости и громоздкости опыта, а в том, что из-за отсутствия достаточно конкретных физических представлений о характере работы деки, как приёмника колебаний струны и как излучателя, и о назначении отдельных её элементов – эксперимент оказывается лишённым должной направленности и результаты его оказываются малоценными".

Вони визнали, що існуюча теорія коливань не відповідає використанню на практиці, доводиться користуватись прикладами розробок до ХVIII століття.

Це писали світила науки, фахівці, де фізичний процес коливань є основа основ! Теорема Фур'є – рівномірне обертання кола, що не є коливання, а звичайне обертання колеса, поступальний рух який має характеристику – пряму лінію – на 200 років відсунула у бік науку, що існувала, про коливання!

Але наука про дійсні коливання існувала давно. Так свідотства про існування лучкових інструментів датуються VІІІ – ІХ віками. Фідель – найперший з віолової родини, що має пропорції в конструкції натурального звукоряду. Найперші італійські майстри Бертолотті Ґаспаро да Сало, та засновник родини скрипкових майстрів Аматі – Андреа, працювали у середині ХVІ століття. Їхні інструменти переважають наступників за пропорційністю та красою про що говорить, що високий фах їх стояв на багатовіковому науковому ґрунті.

Найперший винахід людини – конструкція механізму для полювання – яким він затвердив себе господарем у тваринному світі і людиною, був лук, що заснований на принципі коливання струни – тятиви!

Якщо переважне число вчених займалися вібраціями, як шкідливим явищем в усіх конструкціях діяльності людини, де досить знайти демпфуючі матеріали для пригнічення вібрацій, то ті, що працюють над виникненням музичних коливань, повинні були розглянути досконально повний процес коливальних рухів, починаючи від зусиль – причини виникнення коливань. Наука, що прямо заявляє про ігнорування причин фізичного явища – псевдо наука, ілюзія, як і способи пояснення – імітатори – є псевдонауковими приладами.

Дві протилежні сили від кінців луку, що спрямовані на повернення зсуву тятиви до первинного стану, синхронно спрямовують точну силу куди націлена стріла! Оздоблений пір'ями задній кінець стріли не відскакує до ближчого кінця луку, як це уявляють з гармонійною хвилею Фур'є, він прямує навпростець, перпендикулярно до зсуву тятиви. Дві протилежні сили синхронно відсилають її за напрямком звільнення від зсуву. Первинна людина, за багато тисяч років, вважала це природним явищем, але математики у ХVIII ст. нової ери переконали усе людство у зворотному! Ми, їхні нащадки, повинні виправляти їх помилки!

Механіка – найголовніша наука на Землі, не розглядає причин найважливішого для кожної живої істоти – причин руху, комплексу сил, що його спричинюють! Динаміка, як каже довідник, визначає причини руху. Але ні закони Ньютона, ні властивості матеріалів, ні робота і потужність не дають причин виникнення рухів. Тільки комплекс зусиль є причина руху! Таких ознак руху як синхронність, відносна синхронність та їх ступені, можна побачити в Інтернеті тільки в словниках, наукових статей не існує. Є дещо про синхронізацію ґенераторів електростанцій у спільних електричних мережах.

Акустика – слухаю, відлуння. Наука, яка займається вторинним слідством поперечних коливань що виникають від складної деформації тіла і перетворюються на просту поступальну хвилю, у якій міститься увесь спектр складного механічного коливання.

Опір матеріалів – проблеми міцності. Наука, яка займається виникненням зусиль, що створюють коливання. Первинна наука, що має причини виникнення коливань, але коливання в ній використовуються тільки емпіричними таблицями.

Наука – Опір Матеріалів – розглядає комплекс зусиль, але головне в ній закон Гука. Коливання балок, коефіцієнти гармонік надають емпіричними числами. Наука, що має в собі всі передумови пояснення причин руху – рухом не займається. Достатньо визначеним зусиллям, масам, пружностям та жорсткостям надати їх часових параметрів, щоб отримати рух, затримки в часі, інерції та характер змін швидкостей.

Опір Матеріалів має стати фундаментальною наукою про складні рухи, зокрема про коливальні рухи. В такому разі він надасть найкращої можливості визначити коректний розрахунок мостів та міжпланетних станцій.

Людина ХХІ століття самовпевнено відвертається від "такого ніби відомого, елементарного", знайомого з перших кроків, але не відомого явища – ВІБРАЦІЯ і не бере до уваги, що вона підкоряється ПРИЧИНІ цього явища – силам, що викликають коливальний рух, які ігноруються світовою наукою в розділі "КІНЕМАТИКА". Люди навіть не помічають, що причин руху не розглядають, а рухи, що розглянуті, надаються траєкторіями, математичними формулами, але не фізичним дослідженням!

Декартові координати – основа сучасної математики та вимірювальної техніки.

Декартові координати призначені тільки для дослідження поздовжніх хвиль. Для поперечних коливань, що мають форму параболи, система Декартових координат не придатна з причини розбіжності значень: ордината – х, на осі дорівнює «0», але вона прагне нескінченності у максимальній швидкості руху коливань. Ордината – у, у максимальній швидкості руху коливань – має ± «нескінченість», але вона на осі – у дорівнює «0». У такому разі зручніше користуватись схематичним зображенням струни або балки як у Опорі Матеріалів.

Чи може людське вухо почути коливання струни? До людського вуха можуть прийти тільки хвилі згущення-розрідження, що біжать, перетворені з коливальних хвиль.

Якщо мозок – аналізатор руху, пов'язаний з кожною клітинкою сітківки ока, то найкращий прилад повинен бути позбавлений сканування. У такому випадку зображення руху не буде спотворене тимчасовим зрушенням, хоч і самим малим. Для такого приладу повинен бути окремий підсилювач до кожної ячейки.

Цитата з шановного довіднику, що призначений для «научных работников, инженеров, преподавателей высшей и средней школы, студентов и школьников старших классов.» – Х. Кухлинг, «СПРАВОЧНИК по ФИЗИКЕ», М. 1983.

«стор. 42, 6. КИНЕМАТИКА – Кинематикой называется раздел механики, в котором изучаются законы движения безотносительно к причинам этого движения. Различают два типа движений:

(см. разд. 6.1.) (см. разд. 6.3.)

Поступальний і обертальний рухи – обидва прості поступальні поздовжні рухи. Обертальний рух, що зачепився краєм за вісь, яка вільно обертається, а тому почав обертатися поступальним рухом із скривленою траєкторією. У результаті ускладнення руху, поява кругового компонентау – омеґа. Але в розгляді НЕМАЄ складного руху деформованого тіла, що дислокується на одному місці! Це рух споруд цивілізації людини: житлові приміщення, цехи виробництв, мости, дамби, засоби транспорту наземного, повітряного і космічного. Рух, коли різні внутрішні зусилля синхронно змінюють форму і частоту , викликають виникнення різних коливальних хвиль – наявність коливального руху, але науковці не бажають їх помічати!

Якщо «Кінематика»розглядає рух безвідносно до причин цього руху, то «Динаміка» (цитую той же довідник): стор 69, 7. «Динамика рассматривает силы в качестве причины движения тел.» Тут закони Ньютона про інерцію, прискорення, маси, традиційні властивості тіл і матеріалів з декартовими координатами, пояснення таблиць системи СІ. Немає тільки динаміки комплексного руху яке можна показати діями епюр напружень в Опорі матеріалів.

Найскладніші з рухів – коливальні рухи – зовсім не розглядаються в розділі "Кінематика" тому, що декартівськими координатами можна розглянути рух лише однієї точки траєкторії. Але не можна розглядати коливання траєкторіями в декартівських координатах, як і всі рухи, де синхронно виникають інші рухи, що пов'язані з головним рухом.

Траєкторія – шлях руху, спрощена форма розуміння. Зусилля, їх напрямки, синхронність, можуть створити істинну картину утворення коливального руху.

Імітації

Імітація коливального руху з усіма неточностями, які вносить будь-яка імітація – не може бути прилученою, навіть, на початку навчання, щоб не привчати до неточності.

- "Проекція обертання кола" – імітатор синусоїдальної хвилі тому, що її можна почати з будь якої точки або фази, вона фіктивна;

- "Тінь циліндра" – якв стоїть на ґрамофонній платівці, що рівномірно обертається, але не лінійно рухається, бо плаский екран – фіктивна.

- "Змінна швидкість"– за рахунок обертання диску, відносно плаского екрану – фіктивна.

- "Нульова швидкість"– за рахунок рівномірного руху циліндру вздовж напрямку світла, що утворює ілюзію відсутності руху – фіктивна.

- " Зворотний напрямок руху" – за рахунок плаского екрану на якому видно профільну тінь, що рухається по колу – фіктивна.

Імітація супроводжує людину від початку появи виду – Людина. Перші знаряддя діяльності людини імітували ікло – наконечник списа, на початку просто обпалений, а потім кістяний або кам'яний. Наскельні малюнки – уявні, віртуальні, для чудодійних обрядів. Моделі приладів для пояснення фізичних явищ і для зіставлень адекватних законів фізики. Майже все у житті людини – імітація, ілюзія про існування в дійсності того, чого немає і потрібно відрізняти дійсне від помилкового або адекватного.

Будь-який імітатор – помилковий спосіб використання замінників для пояснення істинного явища.

Траєкторія не передбачає причин виникнення руху починаючи від "Статики" та "Динаміки". Розглядом причин виникнення руху (тільки зусиль) частково займається наука "Опір Матеріалів", але вона не знає коливального руху і коливань, бо для визначення гармонік коливань у спорудах (Будівельна механіка) – користується емпіричними таблицями та числами.

Коливання відбуваються у обмеженому просторі і не виходять за межі коливальних систем і контурів. Енерґія коливань потрапляє через усілякі хвилеводи: повітря, воду, ґрунт, індукція в електриці, або провідники та конденсатори.

Слід зауважити, що поступальне коливання акустично (відбивно і випромінювально), коли переходить в іншу матерію, перетворюється на поступальну, таку, що розходиться на всі боки, хвилю. Така хвиля несе частотну інформацію про коливання, але форма коливальної хвилі при перетворенні в акустичні – залишається невідомою. Це говорить, що вся інформація, що надходить по лініях: електричних, оптичних, пневматичних та гідравлічних – все це поступальні згущення-розрідження, лінійні хвилі. За формою вони дорівнюють лініям, з яких надходять!

Ця хвиля не відповідає поперечній хвилі коливання жодним з параметрів, навіть за частотою. Колись я дивився по телевізору на роботу експедиції Жака Іва Кусто по дослідженнях глибин в океані. Замість повітря для дихання вони спробували скористатись сумішшю гелію з киснем. Дослідник, що вперше опинився у цьому приміщенні, заговорив і був вражений почутим – з його вуст лунав пташиний щебет! Звичайні коливання голосових зв'язок, але у легкому повітрі суміші гелію з киснем спотворили звичний голос. Суміш гелію з киснем у 3,5 рази легша від повітря.

Таким чином коливальний рух не можна досліджувати звичайними вимірювальними приладами, потрібний прилад, який може синхронно бачити увесь процес коливання. Це швидкісне кіно.

Сучасна наука про коливання впевнено стоїть "на трьох слонах", як у давнину уявляли Землю, що лежить "на трьох слонах", але тисячі років існувала цивілізація і усі вважали, що їх погляди, на той час, були найдосконаліші та й найсучасніші.

Все, що виробляє людина, а особливо сейсмонебезпечні споруди, не відповідають дитячій лоґіці "бути аритмічними". Всі вони проектуються і виконуються найритмічнішими з коливань – октавами і примами, які дорівнюють 2/1, 1/1. Про все це дуже яскраво свідчать сайти в Інтернеті про аварії мостів. Довгі мости являють супер-потужні двигуни – "Перпетум мобіле" – які працюють за принципом резонансного коливання.

Саме стоячі хвилі, що у Берклеєвському Курсі Фізики, том ІІІ, Ф. Крауфорд – визнані тими, що не мають енергії без пояснення – мають велетенську руйнівну силу – дивіться відео в Інтернеті „Такомский мост”. Дуже добре видно, що стояча хвиля утворюється у одному місці, тільки частота – 3 секунди одне коливання.

Мабуть вони мають потужність в меґатонах безкоштовної еколоґічної енерґії, але як мости, становлять велику загрозу для життя людей та матеріальних цінностей.

Технологічний процес виникнення механічного поперечного коливання, залишений без розгляду. Для гармонійного аналізу використовують Фур'є аналіз, який відповідає гармонійній хвилі що утворюється обертанням точки в одну сторону. Але рух поперечного коливання має обернену швидкість, що змінюється і може користуватися Фур'є-аналізом, одностороннім рівномірним рухом, лише умовно, за традицією, тому що утворення електричної енергії (основи гармонійної хвилі) не відповідає і навіть не адекватне (адекватне – прирівнене, схоже, латинське за походженням, але не відповідне, як явище) механічним коливанням. Рух коливання має змінну швидкість – він не лінійний, а тому і дві пари напрямків коливальних рухів і дві нульових швидкості – не лінійні.

Рівномірне обертання точки в один бік, є лінійною функцією, що у Декартівських координатах являє пряму горизонтальну лінію. У механічному сенсі вона не може означати коливання. Для визначення початку коливання у колі, в імітаторі коливання (електричному ґенераторі) встановлено мідну рамку, що рівномірно обертається в постійному маґнітному полі.

В такому разі у колі з'являється підміна параметрів: механічний, постійний, урівноважений – рівномірне обертання кола, перетворюється у нерівномірне перерізане мідною рамкою постійного маґнітного поля.

Обертання мідної рамки змінює залежність напруги від кута обертання відносно маґнітного поля статора від додатних до неґативних значень. Механічна ж частина обертання ротора залишилась без змін. З'являється фазова залежність та синусоїдальний закон вмісту густини електронів, але не форму. Це поступальна лінійна електрична хвиля згущення-розрідження. Вона залежить від обертів приводу і тому дуже легко регулюється і синхронізується в загальних електричних мережах. Але це вже інший прилад – електричний, який має інші фізичні закони і до механічних систем відношення не має.

У теорії коливань всі автори ототожнюють розуміння слів «коливання» і «хвиля». Проте ці розуміння дуже відрізняються особливо за фізичними ознаками і математичними формулами.

Хвилі – траєкторії руху матеріальної точки або енерґії.

Хвилі – являють траєкторію руху матеріальної точки або енергії і можуть бути будь-якої форми від прямої лінії до всіляких форм простору, яку вони приймають у своєму русі. Всі рухи в природі презентують хвилі. Хвиля може бути прямолінійною (світлова) – поступальна, крутильною – торсіонною, параболічною (коливальною) – коливання струни, та іншої форми відповідно певному руху, або частини складного руху, що її викликав. Хвиля – похідна до руху та його зусиль, що утворює різноманітні хвилі результату цього руху. Домислюючи розуміння, що вже затвердилося про матеріальну і енерґетичну природу світла – вважають що світлова хвиля має форму синусоїди! Вона пряма, якщо не наближається до кордонів і не утворює дифракцій.

Хвиля – траєкторія руху. Параметри хвилі – швидкість і форма траєкторії. Форма траєкторії – від прямої лінії до всіляких фігур. Хвилі реальні – ті, що презентують дійсну форму руху. Віртуальні хвилі – що дають ґрафік зміни кількісного складу у послідовності поступального руху. Такий ґрафік руху кількості електронів в мережі електропостачання.

Провід висить, або лежить нерухомо, а потік електронів рухається хвилею згущення-розрідження, що біжить й виконує роботу. Як у механічному, так і в електричному сенсі, ця хвиля має форму дроту. Її можна зігнути механічно, або електрично маґнітним полем. Але формою, що є поздовжня і ніяких ознак поперечних зрушень не має, як і світлова хвиля якій можна надати хвилеподібну форму лише пластиковим світловодом.

Єдина форма хвилі – синусоїдальна, як та, що не утворюється коливальним, тобто змінним рухом – не має можливості на існування. Вона може існувати лише в уяві, у проекції, яку людина штучно робить для розгляду якості, властивості речей, але не форми.

У сучасних теоретичних дослідженнях хвиль традиційно затвердилась гіпотеза елементарної хвилі рівномірного обертання точки в один бік, як зразок усіх хвиль і її компонентів. Ґрафічний спосіб дослідження хвиль – у Декартових координатах не відповідає результуючій хвилі, що біжить, що являє пряму лінію в механічних хвилях. В електричній хвилі синусоїда являє ґрафік вмісту електронів у поступальній хвилі, що біжить, згущення-розрідження.

Взаємодію хвиль приймають тільки з когерентними (поступальними), рухами хвиль в тому ж напрямку. Все це говорить, що сучасна наука розглядає хвилі, незалежно від їх походження, обертальні вони чи коливальні, чи може іншого походження, як поступальні, згущення-розрідження хвилі, що біжать.

Коливання – прагнення обмеженої деформованої системи повернутися у статичний стан. Деформація системи призводить до безлічі синхронних зміщень в різних напрямках і утворення зусиль, які викликають при звільненні, різні коливальні хвилі. Звільнення від деформації викликають хвилі коливань різного напрямку, затримки в часі і місць дислокації. При цьому увесь комплекс компонент коливальних хвиль, який презентує єдине коливання, перетворюється на просту поздовжню акустичну хвилю за умови наявності матерії, що має звукопроводність. З цієї причини, Декартові координати, що призначені показувати рух однієї точки, для презентації поперечних коливань, непридатні.

Обов'язковим явищем у презентації коливань є наявність пари протилежно спрямованих сил, що презентують силу, що повертає, які обумовлюють зоворотний рух, змінне прискорення, а тому й параболічну функцію форми коливання.

Характер коливань залежить від конструкції системи, місць обурення і гальмування. Коливання мають в собі, як складові, самостійні коливання, що можуть перетворюватись і трансформуватися у поздовжні хвилі випромінювання. Залежно від конструкції, коливальна система може утворювати велику кількість незалежних зустрічних синхронних хвиль коливань. Хвилі коливань – сукупність поздовжніх, поперечних і крутильних хвиль. У момент амплідудної передачі енергій (кінетична – потенційна), виникає "нульова швидкість" і зміна напрямку руху. Такий рух відповідає параболічній функції поперечного коливального процесу. Акустично випромінювальна хвиля коливань, як у повітря так і у тверді тіла, є поздовжня одновимірна хвиля, що презентує суму алгебри складного коливального процесу системи.

Слово «коливання» похідне від дієслова коливатися, бути занепокоєним, шукати стабільність, рухатися у різні боки з причини відхилення щодо статичного стану. Досліджувати коливання можна презентацією одночасного (синхронного) руху усіх точок конструкції. Коливання, на відміну від хвиль, не мають певної точки початку руху. Усі точки коливальної системи починають рухатися синхронно, відповідно до наявності зусиль, їх місць, затримок і напрямків.

Коливання механічної системи має єдину закономірність і може бути записаним одним способом – параболічною функцією. Записати у Декартових координатах можна окрему поздовжню хвилю коливань, але не все коливання.

Всяке механічне коливання утворює поперечну хвилю параболічної форми з причини наявності інерції, але для вуха, для середовища вона відразу перетворюється у поздовжню хвилю згущення-розрідження.

Коливання – явище періодичного зворотного руху під дією пружних сил, презентує синхронний рух.

Виникає наступна проблема: – визначення способу ґрафіків коливань – Декартова система; візуальний спосіб осцилографів – контрольно-вимірювальних приладів, базується на Декартовій системі кординат, де можна спостерігати, нібито, поведінку поперечної хвилі, що стоїть у режимі лінійної розгортки зображення. Спосіб креслення ґрафіків і один вхід контрольно-вимірювальних приладів може фіксувати рух однієї точки. Цей ґрафік відповідає амплітуді наростання кількості енерґії або матерії поздовжньої хвилі згущення-розрідження, але не траєкторії руху її. Траєкторія руху поздовжньої хвилі згущення-розрідження – пряма лінія!

Позитивна частина хвилі – згущування, неґативна частина – розрідження. Всі хвилі, що можна спостерігати за допомогою осцилоґрафу, є поздовжні хвилі. Прослідкувати поперечний коливальний процес осцилографом неможливо, можна побачити тільки сумарну поздовжню хвилю, що біжить, яку утворює коливальний рух.

Для поперечної хвилі, де максимальна швидкість доводиться на вісь x = 0, а нульова швидкість в амплітудному значенні ± у – є не коректною. Використання схемного рисунку коливань наочно дозволяє спостерігати рух хвиль, їх дислокацію і фазу руху щодо інших хвиль і простору. Як вимірювальний прилад можна використовувати відео камеру, яка дозволяє побачити повний процес коливання, зусилля, що провокують коливальні рухи і дійсну форму коливань одночасно.

З причини принципу роботи відеокамер за цифровою технологією, що є послідовним, приладом може бути придатний до суцільного фотографування – кінокамери старого типу.

Коливальні рухи.

Струна – є найактивнішим приладом у вивченні проблеми вібрацій.

Механічні коливання в земних умовах, мають три закономірності рухів і їх зусиль:

– НАЙПРОСТІШИЙ – псевдоколивальний рух; рівномірне обертання кола в одному напрямку, де всі компоненти постійні, сили, що повертає не існує, є тільки відцентрова сила. Закономірність руху – примусове зовнішнє обертання, що зумовлює кількість обертів, або частоту коливань. Причина руху – наявність нерухомої вільної осі обертання та привід рівномірного одностороннього руху з певною частотою. Це, так зване, гармонійне коливання, яке можна уявити у вигляді проекції рівномірного руху по колу (Х. Кухлинг, Справочник по ФИЗИКЕ. М. "МИР", 1983). Проекція – це розгортка за часом обертання уявної точки кола у Декартових координатах.

В дійсності коло стоїть на нерухомій, вільній осі, а обертання його, у механічному сенсі, являє уявну пряму поздовжню хвилю – траєкторію руху урівноваженого кола, де всі точки рівні, визначення фаз обертання не існує, початку і кінця руху – нема, це пряма безмежна лінія.

Рівномірне обертання кола в одному напрямку являє собою хвилю у випадку коли використати його як імітатор коливання, якщо пристосувати до нього рамку мідного дроту і помістити її у постійному маґнітному полі. Такий електричний перетворювач рівномірного обертання кола в одному напрямку відповідатиме теоремі Фур'є і сучасному математичному аналізу дослідження хвиль.

З огляду хвиль, якщо вважати їх проекцією будь якого руху, це поздовжня хвиля згущення-розрідження, що являє пряму лінію. Ґрафік, в Декартових координатах, являє склад кількості електронів в цій лінії, що підпорядковується синусоїдальному законові, але не є формою хвилі.

– УСКЛАДНЕНИЙ – напівколивальний рух; змінне коливання за траєкторією еліпсу в одному напрямку, де всі компоненти змінні, окрім напрямку руху. Це рух небесних тіл з одним зсунутим центром обертання.

Рух по еліпсу – односторонній рух, він не має нульової швидкості, що є у справжнього коливального руху. Такий рух має змінну швидкість, коли йде передача енергій відцентрова-доцентрова.

Коливання небесних тіл зумовлює сила, що повертає, двох її компонентів – відцентрова та доцентрова сили. Закономірність руху – ґравітаційні сили мас у русі критичної швидкості, які змушують виникнення відцентрової і доцентрової сил. Ці сили зумовлюють силу, що повертає і постійний період обертань і швидкостей, які зумовлюють стабільність руху і неможливість зрушити в космос, або впасти на тіло навколо якого проходить обертання. Такий рух зветься центральним.

– СКЛАДНИЙ – дійсний коливальний рух тіла, що дуформується; поперечне коливання струни та всіх довгих споруд, де всі компоненти змінні. Початок руху зумовлюють жорсткі нерухомі опори, що являють максимуми пружних сил. Коливання струни є рух зі змінною швидкістю і напрямком руху. В амплідудному значенні коливання, при зміні напрямку руху, де виникає швидкість, що дорівнює нулю – потрібно зупинитися, щоб почати рух у зворотному напрямку.

Складний коливальний рух має компоненти і фази руху.

Компоненти руху – синхронні або з затримкою в часі рухи, що з'являються у загальній системі коливання, самостійні, але залежні від початкової деформації. Це рухи коливальних хвиль, що складають загальне поперечне коливання:

- дві поздовжні хвилі синхронізації від місця збудження в напрямку опор із швидкістю звукопровідності матеріалу;

- дві поздовжні, згинальні хвилі, що починаються від опор і формують моди коливань, які залежать від місця збудження, пружності і маси системи;

- обмежена місцем розподілу кількість хвиль, що стоять та являють моди коливань; та де які хвилі, що залежать від конструкції і форми коливальної системи.

Фази руху. (Не плутати з фазами в тригонометрії). Стан коливання у проміжку часу відносно всіх компонентів коливальної системи.

Закономірність руху – правило важеля і робота пружності і маси, згідно Другому Законові Ньютона, які зумовлюють сили, що повертають і постійний період коливань. Такі коливання звуться пружними.

A B фотоґрафія формування хвиль коливання струни.

Фотоґрафія є відбиток процесу руху реального тіла у просторі, що відбувається за певний час. Фотоґрафія є відбиток дійсного руху, а не штучно зробленого за підтримки недосконалості людського зору. Внаслідок виконання знімку фотокамерою з центральним затвором при витримці 1.0 сек. – промальовування зображення відбулося за час достатній для багаторазового повного коливання. Знімок показує рух від обох опор, при цьому можна спостерігати утворення хвиль, що стоять однакових за формою, але різних за довжиною і місцем знаходження. Зображення хвилі коливання неможливо отримати за допомогою осцилоґрафу, бо він, як і усі вимірювальні прилади, може фіксувати виключно поздовжні хвилі.

Повторення руху і частота його залежить від місця, де він багато разів дотримувався своїй траєкторії. Низькочастотні рухи – довгі моди, крізь них видно фон зображення. Коротші моди частіше заштриховані і містяться вони біля опор. Відношення довжин хвиль коливання не відповідають теоремі Фур'є тому, що теорема Фур'є має відношення тільки для поздовжньої хвилі, що біжить – хвилі згущення-розрідження. Когерентні (поздовжні) хвилі теж вказують на тип хвиль, що розглядаються.

Вібрація є суперпозиція чотирьох типів пар зустрічних синхронних хвиль в одному коливанні. Для спостереження вібрацій, як і всіх пружних коливань, необхідно користуватися накладенням напруг, визначати зусилля та їх спрямування і час дії в складному коливальному процесі.

Вібрація це – ритм. Всі сейсмонебезпечні конструкції мають бути аритмічними.

З історичних відомостей: – першим почав займатися законами вібрацій-коливань Піфагор 2500 років тому. Потаємними законами вібрації займалися італійські скрипкові майстри в епоху Відродження. Ернест Хладні (18 вік) зміг побачити хвилі вібрацій. Ґеніальний фізик Томас Юнг в 19 ст. відкрив закономірності виникнення коливань. Але цьому відкриттю не надали уваги тому, що того ж часу прийшла ера парових машин, електричних ґенераторів, електродвигунів, двигунів внутрішнього згорання, які всі засновано на принципі обертання колеса. До того ж, була доведена Геліоцентрична система обертання Землі. Колесо запанувало!

Ця робота показує фізичний процес коливання, який заснований на опорі матеріалів і зусиллях в них. Розглядається процес виникненні чотирьох видів хвиль звільнення від деформації в одному коливальному русі.

При зіставленні хвиль, у існуючій науці, розглядаються тільки когерентні (послідовні) хвилі. У дійсності:

Поперечні, зустрічно-розбіжні хвилі виникають тільки у обмеженому просторі. Вони залежать від зусиль, що їх викликали, синхронності або затримки часу звільнення, перешкод та їх властивостей.

Поперечні, зустрічно-розбіжні хвилі виникають в місці обурення однієї точки і народжують дві або більше синхронних хвиль однакової, або різної довжини, що залежать від відстаней та перешкод до місця обурення. При своєму русі вони утворюють моди коливань різної довжини, кількості і належної дислокації у струні або балці. Густина розміщення мод у шкалі відносин – змінна і обмежена октавою в кінці шкали.

Надана робота дає можливість визначити місця знаходження і взаємодію двох синхронних хвиль і можливість ефективно видалити вібрацію, показує фізичний процес коливання, який заснований на опорі матеріалів.

В статті "Доказ" освітлені деформація, зусилля і фізичний процес, що сприяють виникненню коливань. В статті "Виникнення мод коливань" показані рисунки чотирьох пар типів коливань струни способом мультиплікації *, що дозволяє у будь-якій фазі руху визначити місце знаходження і фазу коливання обох головних хвиль струни. Наприкінці – резюме про особливості коливань і виникнення мод.

Струна обрана внаслідок того, що вона є найактивнішим і ефективнішим зразком для всіх конструкцій, які схильні до вібрацій.

Примітки:* Мультиплікація – розділення на різні фази природного руху збігу точок, які знаходяться в цей час на перетині тіла. Анімація – оживлення картинками різних фаз руху створених штучно. Обидва терміни протилежні за сенсом.

серпень 2008 р.

КЛЮЧОВІ СЛОВА

Вадим Ванжа. Проблеми вібрацій

і теорії коливань.

1. Проблема вібрацій.

2. Доказ фізичного виникнення коливань.

3. Виникнення мод коливань.