Вадим Ванжа. Проблемы вибраций
и теории колебания.

1. Проблема вибрации.

2. Доказательство физического возникновения колебаний.

3. Возникновение мод колебаний.

Проблема вибрации или Колебательное Движение Деформированного Тела.

А В

Фотография колебаний резиновой струны – движение деформированного тела , которая была сделана в 1972 г. с выдержкой одна секунда.

Схема полных колебательных движений струны возбужденых не в середине. Таких движений, в лучшем из учебников под редакцией Г.С. Ландсберга, уже не рассматривают.

Не напоминает ли Вам схематический рисунок фотографию, а фотография – колебания и разрушения в Америке – Такомский мост и Волгограде – мост через Волгу?!

Проблема в том, что до сих пор не известно Миру о поперечном колебательном движении. Знают только о последовательном движении. Все остальное – модификации его. О поперечном колебательном движении догадываются, но не знают. Не улыбайтесь, а посмотрите на аварии Такомского http://www.youtube.com/watch?v=JWWaD9DdQzQ и колебания моста через Волгу http://www.youtube.com/watch?v=W__uIOzSyFI. Проблема существует и поныне, но не знающие физических принципов, самоуверенные ученые считают это аномалией, но аномалия, это применение вторичного инструмента расчета – математики вместо первичного – разума, конструировать такие сооружения.

Фотография является отражением процесса действительного колебательного движения. В нем нет имитаций искажающих действительное явление!

На фотографии, которая создана выдержкой во времени 1 секунда, видно движение волн, их периодичность и закономерность, многократно отражаясь от опор, двигаться одним и тем же путем в течение одной секунды. Гармоники, или моды колебаний не искажают главного колебания, но создают самостоятельные колебательные волны по форме одинаковые между собой. О закономерностях простого колебания речь пойдёт на страницах сайта.

Содержание:

Проблема вибраций; Проблема движений и их признаки; Синхронные поперечные движения; Проблема колебания и разрушения мостов; Сомнения в корректности современной теории колебания; Декартовы координаты – основа современной математики; Имитации; На трех слонах;  Отождествление понятий «Колебания» и «Волны»; Колебательные движения; Вибрации ритмичны.

Правильно ли мы представляем понимание «Движение», «Волна» и «Колебания». От этого зависит определение, на какой стадии цивилизационного процесса мы стоим. Вопрос очень деликатный, именно потому, что он очень простой, но от Ньютона до настоящего времени точно не определили природы света.

Физика есть наука философская, наука наблюдений, логического анализа и выводов разума, а не запоминание формул, что есть в XXI веке, как сейчас говорят, "лохотрон".

Хочу отметить, что "Элементарный учебник физики" под редакцией академика Г.С. Ландсберга, вышедший в 1952 году, лучший, из ныне существующих учебников, потому что он создавался во времена, когда еще преподавали в средней школе предмет "Логика"– развитие мышления. В наше время, если смотреть на современные представления о колебаниях струны в которой есть центробежная и центростремительная силы, то учебник "Берклеевського курса физики", где предлагают выгнуть струну по графику воображаемого продольного колебания и возбудить ее, чтобы получить такую же частоту и с такими же модами ??! . . Это настоящий "лохотрон"!

Такие понятные каждому вещи, где не решились написать о закономерности их возникновения, а только абстрактные математические формулы, касающиеся почти всех явлений, если их с умом и к месту использовать! Поэтому имеем большое количество синонимов и имитаци, но в науке не должно быть синонимов, должно быть однозначное и понятное определение.

Начнем с простого, что такое движение?

Движение есть процесс перемещения.

Этого достаточно для универсального понимания.

Языком справочника для научных работников, инженеров, преподавателей высшей с средней школы, студентов и школьников старших классов: "Различают два типа движений: поступательное движение и вращательное движение".

Самое простое – поступательное движение. Второе, более сложное, а так как их только два, то самый сложный тип движения – вращательное! Самое простое – движение неподвижной точки или равное ей, телу. Движение по ходу перемещения – вдоль!

При внимательном подходе к этим двум независимым движениям, следует обратить внимание на начало первого движения: поступательное движение имеет вектор строго направленный вперёд. Если увеличить точку, которая лишена астигматизма, то получим правильный шар и вектор, направленный в центр этого шара. Вектор, который направлен иначе – не есть вектор. Направление вектора показывает действительное центральное поступательное движение вперёд. Всякие кривые поступательные движения следует рассматривать, как искажения поступательного движения вследствие воздействия посторонних сил, которые находятся в стороне и меняют траекторию движения.

Так движение тела, брошенного под углом к горизонту в пределах Земли, имеет переменное ускорение, искривлённую форму движения и траектория его – полупериод гравитационного колебания со всеми его признаками. При равномерном вращении колеса – сила, стабилизирующая скорость и траекторию – свободно вращающаяся ось, жёсткое сцепление соединения конструкции и принудительное, равномерное вращение привода рассматриваемого движения . При свободном действии гравитации Земли, картина траектории меняется, но поступательное движение во всех случаях остаётся постоянным.

Поступательное; движение вперёд, прогрессивное движение. Вектор поступательного, прогрессивного движения не терпит раздвоения, только вперёд! Из этого прогрессивное движение может иметь функцию только горизонтальную, прямую линию в Декартовых координатах. Соответсивует ли это действительности? Поэтому приходится признавать принятое. Но!

Поступательное движение определяется, скоростью, временем и траекторией,

потому, что траектория – однонаправленная функция, имеющая в себе все признаки поступательного движения вперёд (и в стороны?)!

Второй тип движения, это вращательное движение. Движение тела, которое вращается вокруг своей оси. В этом есть неопределённость. Чем отличается вращательное движение от поступательного? В поступательном и его разновидностях, а также во вращательном – движение происходит в поступательном направлении! Одна особенность – вращательное движение связано в своем движении с неподвижной осью. Если тело, которое движется поступательно, соединить на некотором расстоянии со свободно вращающейся осью, оно будет совершать поступательное движение с круговой траекторией.

Поэтому, в XXI веке наука пришла только к простейшему поступательному движению. Все остальные движения рассматриваются с позиции поступательного движения.

Но вращательное движение рассматривается как особое, самостоятельное движение. В таком случае, движение тела брошенного вверх под углом (движение, или движение тела, которое отпустили с башни – связаны в своем движении с осью Земли и гравитацией!

Таким образом, оба движения, поступательное и вращательное движение – определенные наукой, как два самостоятельных движения – есть разновидности одного вида –

Поступательное движение.

Остается определиться с еще двумя соображениями: «Волны» и «Колебания»; «Волна», – если сказать просто – это траектория движения. Таким образом, мы определили продольную, поступательную волну. Но волны есть поступательные и колебательные. Это совершенно разные физические явления, они требуют времени и рассмотрения вместе с движением и волнами.

     Поступательные, они же продольные безграничные волны, имеют форму прямой линии. Колебательные волны – поперечные, ограниченные в пространстве, и имеют параболическую форму.

* * *

Проблема движений и их признаки.

Колебательное Движение деформируемого тела – единственное из движений, которое не требует дополнительного питания в космосе, если не тратит энергии.

Эквивалентный к механическому колебательному контуру – струне – соленоид в электричестве, при одиночном, мгновенном возбуждении от гальванического элемента в 1,5 волльта, на осциллографе показывает колебательный бросок до 200 вольт, потому, что соленоид, кроме индуктивности, имеет в себе емкость в виде витков проволоки и плотности намотки, которые обусловливают возвращающую силу.

Все ключевые генераторы прекращают генерацию с выключением питания. Единственный колебательный контур в детекторном варианте, без электрического питания, в состоянии работать в тысячах километров от передатчика!

В земных условиях это самый экологичный и самый экономичный вид энергии, который может работать на принципах истинных колебательных волн.

Существует общемировое мнение, что движение волны начинается от места возбуждения. Это нормально для продольной однонаправленной волны. Рассматривая балку, или струну в Сопротивлении Материалов, приходим к выводу, что механическое смещение конструкции толчком вызывает три пары усилий и два начала движений:

- а. толчок волнами Гюйгенса со скоростью звукопроводности материала в направление опор: это синхроимпульс к началу возникновения колебания;

- б. возникновение поперечной деформации в системе вызывает реакции опор и усилия, образующие возникновение бегущих волн возвращения от большего усилия – опор, к меньшему – месту деформации;

- в. в месте возмущения образуются две стоячие волны*от двух опор, которые формируют моды колебаний.

* Стоячие волны это движение и отражение волн в ограниченном пространстве, где узлы и пучности волн совпадают независимо от направления и полярности движения. Стоячие волны возможны только в системах колебания, где равномерное разделение длин волн соизмеримы в целое число раз. Вследствие движения волн с большой частотой, в постоянных фазах и инерционных свойствах зрения, создаётся впечатление неподвижности волн. Стоячие волны имеют наибольшую енергию по причине постоянного возбуждения одинаковых мест в своем движении. Для доказательства: с медленной скоростью, изгибным движением сломайте в одном месте кусок проволоки!

Эти силы являются парами сил в струне, имеющими встречное направление и действуют они синхронно. Есть ещё «атакака» колебания и затухание – приход к основному тону.

* Стоячие волны это колебательные бегущие волны, которые отражаются от опор в ограниченном пространстве и образуют постоянный колебательный путь траекторий. Этот, путь по причине зрительной памяти человека, выглядит неподвижным.

Проблема вибрации жестко связана еще с проблемой движения.

* * *

Наука знает только движение статически определенной точки в поступательном, однонаправленнм движении.

Вращательное движение, определенное как второе, независимое движение, является разновидностью поступательного, однонаправленного движения, («Справочник по Физике», Х. Кухлинг, МОСКВА «МИР», стр. 43, 6.1.1.) только закольцованное, как все остальные разновидности 6-й главы «Кинематика» в справочнике.

Движение деформированного тела происходит по причине синхронного освобождения от деформации потому, что деформация возникает и исчезает синхронно во всех частях тела. Движение освобождения от деформации колеблющихся тел возникает, как минимум, от двух противоположных опор. Это многостороннее синхронное движение, а в нем нет и намека на вращательные движения.

Поступательное движение характеризуется как одностороннее движение статически определённой точки, начиная от равномерного поступательного движения и заканчивая вращательным движением.

Рассмотрение движения деформируемого тела в справочниках и теории – отсутствует. Рассматриваются в «Сопротивлении Материалов» всевозможные усилия, но освобождение от деформаций, время его, относительно массы и эластичности, продолжение движения от перепада усилий и инерции в теле и прочее – не рассматриваются! Пользуются, в определениях частоты гармоник колебаний деформируемого тела эмпирическими таблицами!

Колебательное движение характеризуется постоянной суммой двух энергий, кинетической и потенциальной при отсутствии их расхода. Это встречное, синхронное движение двух энергий, которое сдвинуто по фазе на 90 градусов. При достаточно ощутимым ударам колебаний – сумма их энергий постоянна и не колеблется.

Начало колебательного движения – не только начальные условия, образующие постоянное, статическое состояние и окончание удержания тела в деформированном состоянии. Это весь переходный процесс, включающий временное действие и причинение жесткости деформатором. Это передвижения и разделение одного центра масс на два в разных отрезках длины струны. Это время освобождения от деформатора и начало движения с усилиями, которые создал деформатор.

Колебательное движение начинается от большей силы в направлении места возмущения где формируется вся картина колебания. Скорость движения зависит от соотношений упругости и массы, его частей и усилий, которые они получили от места приложения силы.

(Это второй тип движения, который не рассматривается в «Справочник по Физике», Х. Кухлинг, МОСКВА «МИР» 1983, стр.42, 6. Кинематика, а значит не рассматривается Мировой Наукой)!

Упорядоченное Движение Деформированного Тела – есть Колебания. Спонтанное, вредоносное Движение Деформированного Тела – есть Вибрация.

Всякое равномерное движение своей формой представляет прямую линию. Это продольная поступательная волна со скоростью движения звукопроводности материала. Переменной компонентой может быть состав сгущение-разряжение имеющейся конфигурации и частоты. Такое движение представляет продольную акустическую волну с частотой не менее 5 МГц для повышения качества изображения при сканировании лучом исследуемого объекта.

* * *

Проблема вибраций и теории синхронных поперечных движений.

При изучении наук примеры полезнее правил.

И. Ньютон.

Элементарные представления – фундамент науки без которых науки не существует!

В. Ванжа.

Вопрос на "засыпку": если деформировать (изогнуть) палку и отпустить её, возвращаться к нормальному состоянию она будет по очереди, от какой-то избранной стороны, или естественным образом – соответственно полученой деформации, от обеих сторон, одновременно?

Рис. 1.

Возбуждения струны в месте с делением отношения частей – 2/1.

На верхнем Рис. 1. изображено одну струну в которой синхронно движутся волны колебания от обеих опор. Это простейшая схема колебания струны, которой уже нет в учебнике под редакцией академика Г. С. Ландсберга, предназначенного Министерством высшего и среднего образования СССР в качестве учебного пособия для слушателей подготовительных отделений высших учебных заведений. "Элементарный учебник физики." Том III, Колебания, Волны, Оптика, Строение Атома. Издательство "Наука", Главная Редакция Физико Математической литературы. Москва 1973. На странице 137 представлены рисунки с возбуждением струны – в одну, в две и в три руки вместо одной в одном месте и в разных местах. Это имитация, где хотят показать не естественное движение, а что хочется, и это есть в Интернете. www.physel.ru/mainmenu-48/mainmenu-53/559-s-49-.

В нашем варианте Рис. 1.: Левая часть показывает движение волны от дальней опоры – А, отрезком «а» в направление точки – С, места возбуждения. На правой части рисунка движение волны от опоры – В, отрезком «б» короткой части. Место возбуждения относительно обеих опор, формирует две синхронные волны которые движутся своей полной длиной до полного угасания.

Движение волны от опоры – А, имеет четверть волны в две части распределения. Это говорит, что полная длина волны равна 8 частям. Все моды – стоячие волны имеют зеркальный вид, относительно оси колебания. Такая же закономерность на фотографии и схематичном рисунке.

Движение волны от опоры – А, в 8 частей распределения. Мода этой волны – 4 части! Так же определил моду колебаний автор формулы колебания струны Марен Мерсенн – 1/2L – половина струны, для основного колебания. В нашем рисунке основной тон колебания – 6 частей, или 3 части моды, стоячей волны.

Мы получили от движения волны, которые не используют в официальной науке – основной тон. В официальной науке для извлечения основного тона нужно возбудить струну по середине. В нашем случае такое движение от дальней опоры предоставило возможность получить все моды: унтертон, основной тон и две гармоники – моды.

Движение волны от опоры – В, имеет 1 часть распределения и формирует полуволну – моду в две части и в остатке струны в одну часть – меньшую моду данного распределени.

Нижний рисунок показывает общий вид полного колебания струны в данном разделе.

А В

Фотография колебаний резиновой струны.

На фотографии видны места, засвеченные в различной степени. Короткие – контрастнее, длинные – мягче. Это говорит о количестве раз, за данный промежуток времени, прохождения пути колебательной волны в одном месте. Прохождения пути в одном месте, начало, конец и место прохождения, свидетельствуют о синхронности и закономерности данного процесса, зависимости его от общих параметров данного устройства и места воздействия на него .

Это естественный процесс, не зависящий от желания исследователя!

Вследствие переменного сопротивления струны к изгибной деформации возникает зависимость скорости поперечной волны колебания. Все короткие моды образуются у опор. Короткие моды в середине струны, как видно на фото, образовались вследствие столкновения встречных волн. От места возбуждения зависит поперечное движения изгибной волны и способность ее создавать моды колебаний. Синусоидальная волна, которой в действительности не существует, но ее приняли как шаблон для измерения и анализа спектра волн и колебаний – не способна указать место возникновения гармоники – моды. Такие возможности есть в данном способе анализа колебаний –  графическом способе мультипликации и нумерации каждой последовательности движения волны колебания, что позволяет определить место возникновения мод колебания и их особенности.

Такие рисунки я стал чертить в начале 60х годов, когда купил книжку «Из записок мастера», И. Ямпольский, М. 1960 г, о творчестве самоучки, главном консультанте московской фабрики музыкальных инструментов, Тимофее Филипповиче Подгорном. Исследования поверхности деки скрипки, чертежи узлов и пучностей и их расположение привели меня к подобным рисункам. Затем, уже через 10 лет, я сделал серию снимков. Самый лучший из них в этой работе. Совет моего друга опубликовать мои находки заставили меня сравнить мою работу с официальной наукой и сделать такие выводы.

Наука о движении представлена единственным простым поступательным движением неподвижной точки или тела и его разновидностями, включая движение, зацепившееся за ось и превратившееся во вращательное, но всё-таки поступательное криволинейное движение, что замкнулось в кольцо.

* * *

Синхронные поперечные движения.

Современная механика «различают два типа движений: поступательное движение (см. разд. 6.1.) и вращательное движение (см. разд. 6.3.) Х. Кухлинг, "СПРАВОЧНИК по ФИЗИКЕ", М. 1983. Других движений наука не знает.

В XVIII век е   были приняты  два типа движения – поступательное и вращательное. Движения живых организмов в расчёт не принимались. В наше время при существующей гипотезе бесконечного поступательного движения, которое замыкается в кольцо – приходится считать любое движение XVIII века , однотипным поступательным движением.

Для поступательного  движения была создана специальная система расчёта:

- а.  декартовы координаты с малыми порциями приращений и началом шкалы от нуля;

- б. когерентные (последовательные) волны с односторонним (круговым) движением;

- в. отказ от синхронного (множественного) или сдвинутого во времени движения.

- г. принятие фазы движения в виде круговой – 360   градусов   с отставанием или опережением, а не понятием самостоятельного во времени или, относительно рассматриваемого процесса, фазой движения.

Следуя гипотезе о бесконечном направлении поступательного* движения, прямая линия, которая представляет траекторию его – замыкается в кольцо, радиус которого равен бесконечности. Из этого следует, что поступательное и вращательное движение представляют один тип поступательного, однонаправленного движения по окружности. К этим движениям относятся все остальные поступательные движения такие, как движение тела, брошенного вверх под углом к горизонту, колебания маятника и прочие со свободно вращающейся осью. Исключение представляет вращательное движение тела с жёстко закреплённой осью вращения, которая образует изгибающий момент и этим превращает вращательное в колебательное движение. Но, колебательное движение, несмотря на определение его древними признаками, приняли как «траекторию равномерного движения точки по кругу » – что уже в определении противоречит философскому и филологическому смыслу слова.

Все движения первого типа рассматривают, как движения статически неподвижных тел в пространстве.

* В английском варианте определение, поступательное движение именуется еще прогрессивным движением. Обратное направление является регрессивное.

* * *

Проблема колебания и разрушения мостов.

Длинные мосты представляют собой супер-мощные двигатели – "Перпетум мобиле" – работающие по принципу резонансного колебания, они имеют мощность в Мегатоннах бесплатной экологической энергии, но как мосты, при чрезмерных колебаниях и разрушении, угрожают жизни людей.

Принцип резонансного колебания, по названию определения  «резонансный»  – образованный отголоском – представляет собой естественный способ синхронизации. Вхождение в резонанс – стремление синхронизироваться характерно для всей природы .

Слово «резонанс» – доказывает, что синхронизация, в таком случае, представляет сплошное явление на протяжении всего процесса. В отличие синхронизации электронных и механических искусственных приборов, где синхроимпульсы действует в начале процесса, естественная резонансная синхронизация действует непрерывно, корректируя все колебательные движения.

Естественная синхронизация действует постоянно и это присуще для действительного колебания. Единственное из искусств, которое доступно всему живому, это музыка. Ей не нужны переводчики, хотя в физическом смысле она очень сложная. Она математична, потому что выбирает только рациональные соотношения. Истинное колебание, как видно на фотографии, имеет одинаковые по форме волны и гармоники. Моды колебаний – гармоники – близкие друг к другу по величине и соответствуют гармонии строя всех людей, всех континентов. Даже у искусственного имитатора колебания – круга, отношение величин длины круга и диаметра на иррациональное число "пи", чем оно отрицает свою причастность к колебаниям.

Конгломерат направлений, скоростей, типов волн – представляет естественное, поперечное, синхронное, резонансное колебание со всеми первыми признаками в отличие от искусственного гармонического колебания, который является траекторией равномерного движения по кругу по форме – прямая линия, но никаких признаков колебания в нем нет.

Рассмотрение четырёх пар схем образования волн колебания (вибраций) способом мультипликации, показало количество волн до начала образования полного периода колебания (резонансного совпадения). Если усложнённый, с отношением 2/1 – дал 4 длины пролёта волны, то не очень сложный, 5/3 – дал 72 длины пролёта волны (чем короче путь волны, тем больше интенсивность вибрации). Недавно построенный мост через Волгу в Волгограде, не имеет классического варианта строения по причине различной глубины дна реки, где устанавливали опоры. Это спасло (пока) его от разрушения, но эксплуатировать его опасно.

По традиции, что сложилась в строительстве, мосты и все продольные конструкции конструируют ритмичными секциями. Секция А = В = С = … n; но по законам природы – такой расчет есть самая грубая ошибка, потому что отношение А/В = 1, – путь полного периода колебания, две 1/2 волны, это абсолютный резонанс, наилучшие условия для вибрации, колебаний и разрушений.

В эпоху классицизма авторитет математиков приобрел наивысшую степень почитания. Математик Фурье доказал теорему о "Гармонической волне". Равномерное вращение круга, не имея точек ориентации в механическом смысле, не имеет возможности определения дислокации мест возникновения и нахождения гармоник (мод) колебания. Поэтому в теории колебаний гармоники – моды можно найти только вычислением с помощью теоремы Фурье. Считается, что гармоники содержатся во всей волне колебания в виде искажений синусоиды, но места дислокации их найти невозможно!

Это действительно так: осциллограф, который видит только волну сгущение-разрежение – указывает места взлетов и спадов относительно линейного импульса развертки самого осциллографа. Определение способа синхронизации по желанию – переключателем + или – .

По причине рассмотрения колебаний в Фурье-анализе, а колебания Фурье представляют кольцо. Разделить одной чертой бесконечное кольцо невозможно. Следовательно, колебания Фурье можно и должно делить на равные части целых чисел. Действительно 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/ n , – делит всё кольцо на равные части знаменателей. Место дислокации определить не возможно, оно во всей длине кольца. И есть ли место дислокации гармоник у продольной сжатия-разрежения волны, оно во всей длине кольца!? И есть ли место дислокации гармоник в продольной сжатия-разрежения волны, что все время движется вперед?

Недавно в Интернете встретил диссертацию о колебаниях и спектральном составе звука дек музыкальных инструментов различной формы. Прочитал о более 250 степеней свободы, но намёка на дислокацию мест образования этих частот так и не обнаружил. А ведь диссертация защищена!

Теорема Фурье построена на имитации колебательного движения. К великому сожалению, во всей науке, как и во всей нашей жизни очень много имитаторов. Имитаторы провоцируют явления природы. Изменения светового режима дня провоцируют изменения биологических процессов растений, чем пользуются агротехники. Зоотехники используют муляж коровы для сбора спермы у быка для искусственного осеменения стада. Больше всего имитаторов в использовании человеком от игр до наглядных пособий в учебном процессе.

«Гармоническое колебание можно представить в виде проекции равномерного движения по окружности. Если изобразить графически колебание на диаграмме отклонении – время, то получится синусоидальная кривая». Это цитата из справочника по Физике Х. Кухлинга. Находим в ней признаки имитации: – «можно представить в виде проекции». Для проекции необходим проектор – вспомогательный прибор для выявления необходимого движения; – «Если изобразить графически колебание на диаграмме отклонении – время, то получится синусоидальная кривая».

Диаграмма  – поступательна! Стремление изобразить на диаграмме процесс, который происходит преобразованием колебательного движения, искажение физического явления, это уже другое физическое явление.

Вследствие универсальности несуществующей волны равномерного вращения круга – синусоиды, что представляет собой прямую линию в поступательных волнах, ее приняли как образец, шаблон, прибор для определения формы всех существующих волн.

Каждая существующая колебательная волна не может представлять сумму синусоид различных амплитуд и частот. П ри преобразовании ее в поступательную, сгущение-разряжение волну, движущуюся по воздуху, микрофону, электрическому проводу – она становится линейной. В таком случае она уже поступательная, сгущение-разряжение волна, в которой можно видеть на дисплее осциллографа график изменения параметра, но по форме она прямая и линейная.

Луч осциллографа рисует график содержания электронов в проводе, напряжение, сгущение-разряжение. Форму колебаний возможности нарисовать, как и у всякого прибора принимающего последовательный сигнал, у него нет.

Рассмотрим физический процесс колебания:

Колебания струны представляет колебательное движение. Механики, у которых самый главный предмет – сопромат, забывают о нём и начинают вращать струну, которая никак не хочет вращаться.

Струна есть двух опорная балка, которая обозначена осевой, продольной линией в сопромате. Все эпюры напряжений, реакции опор, прогибы, рассмотрение правой и левой части, относительно сосредоточенной нагрузки, поперечные силы: всё это наилучшие условия для правильного объяснения колебаний! Достаточно нагрузить балку, определить напряжение упругости и смещения массы, а затем резко снять нагрузку и проверить динамику возвращение балки в исходное состояние. Вы увидите, что балка не вращается, а синхронно возвращается из деформированного в исходное состояние. При этом вы увидите, что инерция массы прогнула балку и создала колебательное движение, и левая и правая части равноправны в этом движении, и движение волн освобождения идут от самых жёстких элементов конструкции – двух опор!

Колебания струны представляет колебательное движение. Фотографические снимки аппаратом с центральным затвором вполне приемлемы для этой цели.

Во всём мире учёные и разработчики рассчитывают продольные волны, а думают что это поперечные, ограниченные с обеих сторон, изгибные волны. По этой причине очень длинные конструкции, имеющие большое количество равных секций, в частности мосты, излишне вибрируют и разрушаются.

Изобретение генератора переменного тока на принципе равномерного вращения круга и его значение, представили возможность сделать теорему Фурье универсальной в теории колебаний. Была установлена традиция считать колебания равномерным вращением круга. Мастера – производителии скрипок, с сохранением корпоративной тайны, которая существовала в то время (может и не существовала?), не сопротивлялись такому определению. Но внимательному человеку, который считает язык не просто набором слов, которые имеют какое-то значение, а словом, которое несет нагрузку мыслью о действии – простой вопрос! Можно ли равномерное вращение круга считать неравномерным, изгибным, расшатывающим движением? Только при разбалансе круга, а самый малый разбаланс уже не есть равномерное вращение круга.

(Разбаланс движения Земли вокруг Солнца всего на 0,02% – создает разбаланс температур в умеренных широтах 60 градусов, плюс - минус 30 градусов Цельсия.)

Равномерное вращательное движение есть движение в одну сторону. Линейная волна характеризуется стабильностью, большой мощностью, и сосредоточенной направленностью. Имеет применение в стабилизации вращения машин, в измерительных приборах, гигрометрах и маховиках, в инерционных двигателях и пр. Равномерное вращательное движение, по причине высокой стабильности и постоянству параметров отклонение и его амплитуда – прямая линия – средством возникновения механических колебаний быть не может

Так называемые "Гармонические" волны – линейные волны! Эти волны возникают посредствам выработки генераторами переменного тока. Все генераторы вырабатывают линейные волны сгущения-разрежения, которые содержат определённое количество зарядов в данное время. Амплитуды вычерчивания графиков, ошибочно считают формой волны. В действительности это амплитудное значение содержания в них электронов, количества их, но, в любом случае, это не форма волны

Генераторы – колебаний не вырабатывают, колебания могут возникнуть, если в системе, куда пришёл импульс от генератора, есть предпосылки для возникновения колебаний. Например всё та же балка и электромагнит, запитанный напряжением от генератора с регулруемой частотой. Амплитуда колебаний в нём будет зависеть от частоты колебаний генератора.

Колебания – обозначают: (синонимы английского языка) Испуг, двойственная политика, двойной опцион, широкий шаг, широко расставленные ноги, срочная арбитражная сделка, стеллажная сделка, колебания, компромиссная политика, двойной стеллаж, накрывающий залп, накрывающая группа разрывов снарядов, вести двойную игру. . . и ещё 50 синонимов, – действия, которые происходят толчками, импульсивно, с постоянными изменениями.

Покой – движение вместе с ограниченным пространством и неподвижность относительно этого пространства.

Равномерное вращение – наибольшая стабильность целенаправленного движения, сильнее, чем покой, который готов к любому движению. Равномерное вращение нужно сначала остановить, а уже потом давать ему совершать какие-то другие движения

Теорема Фурье – о равномерном вращении круга,

на 200 лет отодвинула в сторону науку о механическом колебании.

* * *

Сомнения корректности теории колебаний

Академик Н. Н. Андреев запретил рассматривать еловую древесину, как анизотропный материал, адекватный струнам – поздним жестким слоям в окружении мягких ранних слоев в стволе. Академик, который подписал «Письмо трехсот», против «Лысенковщина в науке", сам запрещает, но не устраивает научной дискуссии. При этом он занимался акустикой (наукой о излучениях и отражениях волн, но не о колебаниях) и редактировал книгу доктора физико-технических наук А. В. Римского-Корсакова и кандидата технических наук Н. А. Дьяконова –"Музыкальные инструменты", М 1952. Академик Н. Н. Андреев был согласен в главе – "Механические свойства деки клавишного инструмента", где говорилось о расчете конструкции деки (резонатора колебаний!) Фортепиано. Там отмечается, что (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".

Они признали, что существующая теория колебаний не отвечает использованию на практике, приходится пользоваться примерами разработок до ХVIII века

Это писали светила науки, специалисты, где физический процесс колебаний есть основа основ! Теорема Фурье – равномерное вращение круга, что не есть колебания, а обычное вращение, которое имеет характеристику – прямую линию – на 200 лет отодвинула назад науку о колебании!

Но наука об истинных колебания существовала давно. Так свидетельства о существовании смычковых инструментов датируются VIII – ІХ веками. Фидель – самый первый из виолового семейства, имеет в пропорциях конструкции признаки натурального звукоряда. Самые первые итальянские мастера Бертолотти Гаспаро да Сало, и основатель семьи скрипичных мастеров Амати – Андреа, работали в середине ХVI века. Их инструменты превосходят преемников в пропорциональности и красоте о чем говорит, что высокий профессионализм их стоял на многовековой научной почве.

Самое первое изобретение человека – конструкция механизма для охоты – которым он утвердил себя хозяином в животном мире и человеком, был лук, который основан на принципе колебания струны – тетивы!

Если подавляющее число учёных занимались вибрациями, как вредным явлением во всех конструкциях деятельности человека, где достаточно найти демпфирующие материалы для подавления вибраций. Работающие над возникновением музыкальных колебаний, должны были рассмотреть досконально полный процесс колебательных движений, начиная от усилий – причины возникновения колебаний. Наука, прямо заявляющая об игнорировании причин физического явления – псевдо наука, иллюзия , как и способы объяснения – имитаторы – есть псевдонаучными приборами

Две противоположные силы от концов лука, направленных на возвращение смещения тетивы до первоначального состояния, синхронно направляют точную силу куда нацелена стрела! Оснащённый перьями задний конец стрелы не отскакивает к ближнему концу лука, как это представляют с гармонической волной Фурье, она направляется перпендикулярно смещению тетивы. Две противоположные силы синхронно отсылают ее по направлению освобождения от смещения. Первобытный человек, живший много тысяч лет назад, считал это естественным явлением, но математики в ХVIII в. Новой Эры убедили все человечество в обратном! Мы, их потомки, должны исправлять их ошибки!

Механика – главная наука на Земле, не рассматривает причин важнейшего для каждого живого существа – причин движения, комплекса сил, которые его вызывают. Динамика, как говорит справочник, определяет причины движения. Но ни законы Ньютона, ни свойства материалов, ни работа и мощность не объясняют причин возникновения движений. Только комплекс усилий есть причина движения! Таких признаков движения как синхронность, относительная синхронность и их степени, можно увидеть в Интернете только в словарях, научных статей не существует. Есть кое-что о синхронизации генераторов электростанций в общих электрических сетях.

Акустика – слушаю, эхо. Наука, которая занимается вторичным следствием поперечных колебаний возникающих от сложной деформации тела и превращающася в простую продольную волну, в которой содержится весь спектр сложного механического колебания.

Сопротивление материалов – проблемы прочности. Наука, которая занимается возникновением усилий, которые создают колебания. Первичная наука, имеющая причины возникновения колебаний, но колебания в ней используются только в виде эмпирических таблиц.

Наука – Сопротивление Материалов – рассматривает комплекс усилий, но главное в ней закон Гука. Колебания балок, коэффициенты гармоник представляют эмпирическими числами. Наука, имеющая в себе все предпосылки объяснения причин движения – движением не занимается. Достаточно определённым усилиям, массам, упругостям и жёсткостям определить их временные параметры, чтобы получить движение, задержки во времени, инерции и характер изменений скоростей.

Сопротивление Материалов должно стать фундаментальной наукой о сложных движениях, в частности о колебательных движениях. В таком случае будут представлены лучшие возможности определить корректный расчет мостов и межпланетных станций.

Человек ХХІ века самоуверенно отворачивается от "такого будто известного, элементарного", знакомого с первых шагов, но не известного в действительности, явления – ВИБРАЦИЯ и не принимает во внимание, что она подчиняется ПРИЧИНЕ этого явления – силам, вызывающим колебательное движение, которые игнорируются мировой наукой в разделе "КИНЕМАТИКА". Люди даже не замечают, что причин движения – сил не рассматривают, а рассмотренные движения представляются траекториями, математическими формулами, но не физическим исследованием.

* * *

Декартовы координаты – основа современной математики и измерительной техники.

Декартовы координаты предназначены только для исследования продольных волн. Для поперечных колебаний, имеющих форму параболы, система декартовский координат не подходящая из причины расхождения значений: ордината – х, на оси равна «0», но она стремится к бесконечности в максимальной скорости движения колебаний. Ордината – у, в максимальной скорости движения колебаний имеет ± «бесконечность», но она на оси – у, равна «0». В таком случае удобнее пользоваться схематическим изображением струны или балки как в Сопротивлении Материалов.

Может ли человеческое ухо услышать колебание струны? К человеческому уху могут придти только бегущие, преобразованные в продольные, волны згущения-разрежения.

Если мозг – анализатор движения, связан с каждой ячейкой сетчатки глаза, то наилучший прибор должен быть лишён сканирования. В таком случае изображение движения не будет искажено временным сдвигом, хоть и самым малым. Для такого прибора должен быть отдельный усилитель.

Цитата из уважаемого справочника 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:

поступательное движение и вращательное движение.

(см. разд. 6.1.) (см. разд. 6.3.)

Поступательное и вращательное движения – оба простые поступательные продольные движения. Вращательное движение то, что зацепилось краем за, свободно вращающуюся ось, а потому начало вращаться поступательным движением с искривлённой, закольцованной траекторией. В результате усложнения движения, появление круговой компоненты – омега. Но в рассмотрении НЕТ сложнейшего движения деформированного тела , которое дислоцируется на одном месте! Это движение сооружений цивилизации человека: жилые помещения, цеха производств, мосты, дамбы, транспортные средства наземного, воздушного и космического. Движения, когда различные внутренние усилия синхронно изменяют форму и частоту движений, вызывающих возникновение различных волн – наличия колебательного движения.

Если «Кинематика» рассматривает движение безотносительно причинам этого движения, то «Динамика» (цитирую тот же справочник): стр. 69, 7. «Динамика рассматривает силы в качестве причины движения тел.» Здесь абстрактные законы Ньютона об инерции, ускорении, массе, традиционные свойства тел и материалов с декартовыми координатами, объяснение таблиц СИ… Нет только динамики поперечного комплексного движения которые могут показать эпюры напряжений в Сопротивлении Материалов.

Самое сложное из движений – КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ – вовсе не рассматривается в "Кинематике" потому, что Декартовыми координатами можно рассмотреть движение лишь одной точки. Но нельзя рассматривать колебания траекториям в Декартовых координатах, как и все движения, где синхронно возникают другие движения, которые связаны с главным движением.

Траектория – путь движения, упрощенная форма понимания. Усилия, их направления, синхронность, могут создать истинную картину образования колебательного движения

Имитация

Имитация колебательного движения со всеми неточностями, которые вносит любая имитация – не может быть включена даже в начале обучения, чтобы не приучать к неточности.

- "Проекция вращения круга" – имитатор синусоидальной волны потому, что ее можно начать с любой точки или фазы, она фиктивна.

- "Тень цилиндра", стоящего на граммофонной пластинке, который равномерно вращается, но не линейно движется потому, что плоский экран – фиктивна

- "Переменная скорость" – за счет вращения диска, относительно плоского экрана – фиктивна.

- "Нулевая скорость" – за счет равномерного движения цилиндра вдоль направления света, которая образует иллюзию отсутствия движения – фиктивна.

- "Обратное направление движения" – за счет плоского экрана на котором видно профильную тень, которая движется по кругу – фиктивна.

Имитация сопровождает человека от начала появления вида – Человек. Первые орудия деятельности человека имитировали клык – наконечник копья, в начале просто обожжённый, а затем и костяной или каменный. Наскальные рисунки – мнимые, виртуальные, для чудодейственных обрядов. Модели приборов – для объяснения физических явлений и для сопоставлений адекватных законов физики. Почти все в жизни человека – имитация, иллюзия о существовании в действительности того, чего нет и нужно отличать действительное от ошибочного или адекватного.

Любой имитатор – ложный способ использования заменителей для объяснения истинного явления.

Траектория не предусматривает причин возникновения движения начиная от "Статики" и "Динамики". Рассмотрением причин возникновения движения (только усилий) частично занимается наука "Сопротивление Материалов", но она не знает колебательного движения и колебаний, потому что для определения гармоник колебаний в сооружениях (Строительная механика) - пользуется эмпирическими таблицами и числами.
Колебания происходят в ограниченном пространстве и не выходят за пределы колебательных систем и контуров. Энергия колебаний попадает через всевозможные волноводы: воздух, воду, почву, индукция в электричестве, или проводники и конденсаторы.

Следует заметить, что поперечное колебание акустически (отражательно и излучательно), когда переходит в другую материю, превращается в продольную, расходящуюся во все стороны, волну. Такая волна несёт частотную информацию о колебании, но форма колебательной волны при преобразовании в акустическую – неизвестна. Это говорит, что вся информация поступающая по линиям: электрических, оптических, пневматических и гидравлических – все это продольные сгущение-разряжение, линейные волны. По форме они равны линиям, по которым поступают!

Эта волна не отвечает поперечной волне колебания ни одним из параметров, даже по частоте. Когда-то я смотрел по телевизору работу экспедиции Жака Ива Кусто по исследованию глубин в океане. Вместо воздуха для дыхания, они попробовали воспользоваться смесью гелия с кислородом. Исследователь, который впервые очутился в этом помещении, заговорил и был поражен услышанным – из его уст раздавался птичий щебет! Обычные колебания голосовых связок, но в легком воздухе смеси гелия с кислородом исказили привычный голос.

Смесь гелия с кислородом в 3,5 раза легче воздуха.

Таким образом, колебательное движение нельзя исследовать обычными измерительными приборами, нужен прибор, который может синхронно видеть весь процесс колебания. Это скоростное кино.

* * *

На трех слонах

Современная наука о колебаниях уверенно стоит "на трёх слонах", как в древности представляли Землю, что лежит "на трёх слонах", но тысячи лет существовала цивилизация и все считали, что их взгляды, в то время, были самыми совершенными и самыми современными.

Все, что производит человек, а особенно сейсмоопасные сооружения, не отвечают детской логике "быть аритмичными". Все они проектируются и выполняются самыми ритмичными из колебаний – октавами и примами, которые равняются 2/1, 1/1. Обо всем этом очень ярко свидетельствуют сайты в Интернете об авариях мостов. Длинные мосты представляют супер-мощные двигатели – "Перпетум мобиле" – которые работают по принципу резонансного колебания

Именно стоячие волны в Берклеевськом Курсе физики, том III, Ф. Крауфорд – признанны теми, которые не имеют энергии без объяснения – они имеют огромную разрушительную силу – смотрите видео "Такомский мост". Очень хорошо видно, что стоячая волна образуется в одном месте, только частота – 3 секунды – одно колебание.

По-видимому они имеют мощность в мегатоннах бесплатной экологической энергии, но как мосты, представляют большую угрозу для жизни людей и материальных ценностей.

Технологический процесс возникновения механического поперечного колебания, оставлен без рассмотрения. Для гармоничного анализа используют Фурье анализ, который соответствует гармоничной волне образующейся вращением точки в одну сторону. Но движение поперечного колебания имеет возвратную скорость, которая изменяется и может пользоваться Фурье-анализом, односторонним равномерным движением, лишь условно, по традиции, потому что образование электрической энергии (основы гармоничной волны) не соответствует и даже не адекватно (адекватное – уравненое, похожее, латинское по происхождению, но не соответствующее, как явление) механическим колебанием. Движение колебания имеет переменную скорость – оно не линейное, а потому и две пары направления колебательных движений и две нулевых скорости – не линейны.

Равномерное вращение точки в одну сторону, является линейной функцией, что в декартовых координатах представляет прямую горизонтальную линию. В механическом смысле она не может означать колебания. Для определения начала колебания в цепи, в имитаторе колебания (электрическом генераторе) установлено медную рамку, что равномерно вращается в постоянном магнитном поле

В таком случае в цепи появляется подмена параметров: механический, постоянный, уравновешенный – равномерное вращение круга, превращается в неравномерное перерезанное медной рамкой постоянного магнитного поля.

Вращение медной рамки изменяет зависимость напряжения от угла поворота относительно магнитного поля статора от положительных до отрицательных значений. Механическая же часть вращения ротора осталась без изменений. Появляется фазовая зависимость и синусоидальный закон содержания плотности электронов, но не форма. Это продольная линейная электрическая волна сгущение-разряжение. Она зависит от оборотов привода и потому очень легко регулируется и синхронизируется в общих электрических сетях. Но это уже другой прибор – электрический, который имеет другие физические законы и к механическим системам отношения не имеет.

Траектория не предусматривает причин возникновения движения, начиная от "Статики" и кончая "Динамикой". Рассмотрением причин возникновения движения (только усилий) частично занимается наука "Сопротивление Материалов", но не занимается движениями и колебаниями, поскольку для определения гармоник колебаний в сооружениях (Строительная механика) – пользуется эмпирическими числами.

* * *

Отождествление соображений Колебания и Волны

В теории колебаний все авторы отождествляют понимание слов «колебания» и «волна». Однако эти слова очень отличаются особенно по физическим признакам и математическими формулами.

Волны – представляют траекторию движению материальной точки или энергии и могут быть любой формы от прямой линии до всевозможных форм прстранства, какую они принимают в движении. Все движения в природе представляют волны. Волна может быть прямолинейной (световая) – продольная, торсионная (кручения), параболической (колебательной) – колебания струны, и другой формы соответственно определенному движению, или части сложного движения, который ее вызвал. Волна – производная движения и его усилиям, что образует разнообразные волны результата этого движения. Домысливая понимание, что уже утвердилось о материальной и энергетической природе света – считают что световая волна имеет форму синусоиды! Она прямая, если не приближается к границам и не образует дифракций.

Волна – траектория движения. Параметры волны – скорость и форма траектории. Форма траектории – от прямой линии до всевозможных фигур. Волны реальные – те, которые представляют действительную форму движения. Виртуальные волны – показывающие график изменения количественного состава в последовательности поступательного движения. Такой график движения количества электронов в сети электроснабжения

Провод висит или лежит неподвижно, а поток электронов движется бегущей волной сгущения-разряжения, и выполняет работу. Как в механическом, так и в электрическом смысле, эта волна имеет форму проволоки. Ее можно согнуть механически или электрически магнитным полем. Но формой, которая является продольной и никаких признаков поперечных сдвигов нет, как световой волне, которой можно придать волнообразную форму только пластиковым световодом.

Единственная форма волны – синусоидальная, как та, что не образуется колебательным, т.е. переменным движением, не имеет возможности на существование. Она может существовать лишь в воображении, в проекции, которую человек искусственно делает для рассмотрения качества, свойств вещей, но не формы.

В современных теоретических исследованиях волн традиционно утвердилась гипотеза элементарной волны равномерного вращения точки в одну сторону, как образец всех волн и ее компонентов. Графический способ исследования волн – Декартовы координаты, не отвечают результирующей бегущей волне, которая представляет прямую линию в механических волнах. В электрической волне синусоида представляет график содержания электронов в продольной бегущей волне, но отнюдь не форму её.

Взаимодействие волн принимают только с когерентными (последовательными), движениями волн в том же направлении. Все это говорит, что современная наука рассматривает волны, независимо от их происхождения, вращательные они или колебательные, или может другого происхождения, как продольные, уплотнения-разрежения бегущие волны

Колебание – стремление ограниченной деформированной системы вернуться в статическое состояние. Деформация системы приводит к множеству синхронных смещений в различных направлениях и образованию усилий, которые провоцируют при освобождении различные колебательные волны. Освобождения от деформации вызывают волны колебаний различного направления, задержки во времени и мест дислокации. При этом весь комплекс колебательных волн, который представляет единое колебание, превращается в простую продольную акустическую волну при условии наличия звукопроводности материи. По этой причине, Декартовы координаты, предназначенные показывать движение одной точки, для презентации поперечных колебаний, непригодны.

Обязательным явлением в представлении колебаний есть наличие пары противоположно направленных сил представляющих возвращающую силу, которая обусловливает возвратное движение, переменное ускорение, а потому и параболическую функцию формы колебания.

Характер колебаний зависит от конструкции системы, мест возмущения и торможения. Колебания имеют в себе, как составляющие, самостоятельные "колебания", которые могут превращаться и трансформироваться в продольные волны излучения. В зависимости от конструкции, колебательная система может образовывать большое количество независимых встречных синхронных волн колебаний. Волны колебаний – совокупность продольных, поперечных и крутильных волн. В момент передачи энергий (кинетическая-потенциальная), возникает "нулевая скорость" и изменение направления движения. Такое движение отвечает параболической функции поперечного колебательного процесса. Акустически излучаемая волна колебаний, как в воздух так и в твердые тела, есть продольная одномерная волна, которая представляет алгебраическую сумму сложного колебательного процесса.

Колебание механической системы имеет единственную закономерность и может быть записанным одним способом – параболической функцией. Записать в Декартовых координатах можно отдельную продольну волну колебаний, но не все колебания.

Всякое механическое колебание образует поперечную волну параболической формы по причине наличия инерции, но для уха, для среды она сразу превращается в продольную волну сгущения-разрежения.

Для поперечной волны, где максимальная скорость приходится на ось x = 0, а нулевая скорость в амплитудном значении ± y – не корректна. Использование схематичного рисунка колебаний в Сопротивлении Материалов, наглядно позволяет наблюдать движение волн, их дислокацию и фазу движения относительно других волн и пространства. В качестве измерительного прибора можно использовать профессиональную видео камеру, которая позволяет увидеть полный процесс колебания одновременно, усилия, провоцирующие колебательные движения и действительную форму колебаний и возможность просмотреть в замедленном виде.

По причине принципа работы видеокамер по цифровой технологии, что является последовательной, пригодным прибором может быть предназначенный к сплошному фотографированию – кинокамера старого типа.

* * *

Колебательные движения.

Струна – является самым активным прибором в изучении проблемы вибраций.

Механические колебания в земных условиях, имеют три закономерности движений и их усилий:

– ПРОСТОЕ псевдоколебательное движение; равномерное вращение окружности в одном направлении, где все компоненты постоянны, возвращающей силы нет, есть только центробежная сила. Закономерность движения – неподвижная ось вращения и принудительное внешнее воздействие, которые предопределяют количество оборотов, или частоту колебаний. Причина движения – наличие неподвижной свободной оси вращения и привод равномерного одностороннего движения с определённой частотой. Это гармоничное колебание, которое можно представить в виде проекции равномерного движения по окружности. (Х. Кухлинг, Справочник по ФИЗИКЕ. Г. "МИР", 1983). Проекция – эт развертка во времени вращения мнимой точки окружности в Декартовых координатах.

В действительности круг стоит на неподвижной, свободной оси, а вращение его в механическом смысле, представляет воображаемую прямую волну – траекторию движения уравновешенного круга, где все точки равны, определения фаз вращения не существует, начала и конца движения нет, это прямая, бесконечная линия.

Равномерное вращение круга в одном направлении представляет волну в случае когда использовать его как имитатор "колебаний", если установить фиксированную точку, которая не нарушает равновесия, приспособить к кругу рамку медного провода и поместить ее в постоянном магнитном поле. Такой электрический преобразователь равномерного вращения окружности в одном направлении будет отвечать теореме Фурье и современному математическому анализу исследования волн.

Учитывая движение волн, если считать их проекцией любого движения, это продольная волна сгущения-разрежения, представляет прямую линию. График, в декартовых координатах, представляет состав количества электронов в этой линии, которая подчиняется синусоидальному закону, но не является формой волны.

– УСЛОЖНЁННОЕ полуколебательное движение; переменное колебание по траектории эллипса в одну сторону, где все компоненты переменные, кроме направления движения. Это движение небесных тел с одним сдвинутым центром вращения. Оба вращательных движения не имеют скорости, которая равна нулю.

Движение по эллипсу – одностороннее движение, оно не имеет нулевой скорости, что есть у истинного колебательного движения. Такое движение имеет переменную скорость, когда идет передача энергий центробежная-центростремительная.

Колебание небесных тел предопределяет возвращающая сила двух компонентов – центробежная и центростремительная силы. Закономерность движения – гравитационные силы масс в параллельном движении критической скорости, которые вынуждают возникновение центробежной и центростремительной сил. Эти силы предопределяют возвращающую силу, и постоянный период вращения;

действительное колебательное движение; поперечное колебание струны и всех длинных сооружений, где все компоненты переменные. Начало движения предопределяют жесткие неподвижные опоры, которые представляют центры упругих сил. Колебание струны является движением с переменной скоростью и переменным направлением движения. При изменении направления движения, в амплитудном значении колебания, есть скорость, которая равна нулю.

Сложное колебательное движение имеет компоненты и фазы движения.
Компоненты движения – синхронные или с задержкой во времени движения, появляющиеся в общей системе колебания, самостоятельные, но зависимые от начальной деформации. Это движения колебательных волн, составляющих общее поперечное колебание:

- две продольные волны синхронизации от места возбуждения в направлении опор со скоростью звукопроводимости материала;

- две продольные, изгибные волны, начинающиеся от опор и формирующие моды колебаний, зависящих от упругости и массы системы;

- ограниченная местом распределения количество стоящих волн, которые и представляют моды колебаний;

- и кое какие волны, зависящие от конструкции и формы колебательной системы.
Фазы движения. (Не путать с фазами в тригонометрии). Состояние колебания в промежутке времени относительно всех компонентов колебательной системы.

Закономерность движения – правило рычага и работа компонентов упругости и массы, согласно Второму Закону Ньютона, которые предопределяют возвращающую силу и постоянный период колебаний. Такие колебания называются упругими.

A B      фотография формирования колебаний струны.

Фотография является отражением процесса движения в пространстве реального тела, которая происходит за определенное время. Фотография является отражением действительного движения, а не искусственно сделанного при поддержке несовершенства человеческого зрения. Вследствие выполнения снимка фотоаппаратом с центральным затвором при выдержке 1.0 сек. – прорисовка изображения произошло за время, достаточное для многократного полного колебания. Снимок показывает движение от обеих опор, при этом можно наблюдать образование стоячих волн одинаковых по форме, но разных по длине и месту нахождения. Изображение волны колебания невозможно получить с помощью осциллографа, ибо он, как и все измерительные приборы, может фиксировать исключительно продольные волны.

Повторение движения и частота его зависят от места, где оно многократно повторяет свою траекторию. Низкочастотные движения – длинные моды, сквозь них виден фон изображения. Более короткие (высокочастотные) моды чаще заштрихованы и находятся они возле опор.

Отношение длин волн колебания не соответствуют теореме Фурье потому, что теорема Фурье имеет отношение только к продольной бегущей волне – волне сгущения-разрежения. Когерентные (продольные) волны тоже указывают на тип волн, которые рассматриваются.

Все поперечные колебания есть резонансные.

Вибрация есть суперпозиция четырёх пар встречных синхронных волн в одном колебании. Для наблюдения вибраций, как и всех упругих колебаний, необходимо пользоваться наложением напряжений, определять усилия и их направления и время действия в сложном колебательном процессе.

Борьба с вибрациями занимает одно из самых значительных мест во всех технологиях. Трудно найти сферу, где она вредна и где полезна. Это строительство, машиностроение, авиация, ракетостроение, выход в космос, медицина, музыка, оптика, лазерная техника, квантовая механика…Проблема в потом, что физический процесc колебания не изучался и не изучается. Изучают траекторию движению точки тригонометрическим способом – Фурье-анализом.

Вибрация является суперпозицией четырех типов пар встречных синхронных волн в одном колебании. Для наблюдения вибраций, как и всех упругих колебаний, необходимо пользоваться наложением напряжений, определять усилия и их направления и время действия в сложном колебательном процессе.

Вибрация – ритм.

Все конструкции, в сейсмическом отношении, должны быть аритмичны.

Из известных историей сведений – первым начал заниматься законами вибрации Пифагор 2500 лет назад. Засекреченными законами вибрации занимались итальянские скрипичные мастера в эпоху Возрождения. Эрнест Хладни (18 век) сумел сделать видимыми волны вибраций. Гениальный физик Томас Юнг в 19в. открыл закономерности возникновения колебаний. Но этому открытию не придали значения потому, что в то же время пришла эра паровых машин, электрических генераторов, электродвигателей, двигателей внутреннего сгорания, которые все основаны на принципе вращения колеса. К тому же, была доказана Гелиоцентрическая система вращения Земли. Колесо воцарилось!

Эта работа показывает физический процесс колебания, который основан на сопротивлении материалов. Рассматривается процесс возникновении четырех видов волн освобождения от деформации в одном колебательном движении.

При сопоставлении волн, в существующей науке, рассматриваются только когерентные (последовательные) волны. В действительности: поперечные, встречно-расходящиеся волны возникают только в ограниченном пространстве. Они зависят от усилий, которые их вызвали, синхронности или задержки времени освобождения, препятствий и их свойств.

Поперечные, встречно-расходящиеся волны зависят от усилий, которые их вызвали, синхронности или задержки времени освобождения от деформации и конфигурации этого пространства. Они зависят от препятствий и их свойств, возникают в месте возбуждения одной точки, и рождают две встречных синхронных волны одинаковой, или разной длины. При своем движении волны образуют моды колебаний разной длины, количества и определённой дислокации в ограниченном пространстве. Плотность размещения мод в шкале отношений – переменная и ограниченная октавой в конце шкалы.

Струна выбрана по причине того, что является самым активным и эффективным образцом для всех конструкций, которые подвержены вибрациям.

Данная работа дает возможность определить места нахождения и взаимодействие двух синхронных волн и эффективно удалить вибрацию, показывает физический процесс колебания, который основан на сопротивлении материалов.

В статье "Доказательство" приведены деформация, усилия и физический процесс, которые способствуют возникновению колебаний. В статье "Возникновение мод колебаний" показаны рисунки шести типов колебаний струны способом мультипликации*, позволяющем в любой фазе движения определить место нахождение и фазу колебания обеих главных волн струны. В конце – резюме об особенностях колебаний и возникновения мод.

Примечания:* Мультипликация – разделение на различные фазы естественного движения совокупности точек, которые находятся в данный момент времени на сечении тела. Анимация – оживление картинками различных фаз движения созданных искусственно. Оба термина противоположны по смыслу.

август 2008 г.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

авторские права защищены © использовать материалы сайта можно только с разрешения автора и ссылкой на сайт.