Механические колебания. Акустика

Дан краткий обзор основных теоретических понятий и соотношений, необходимых для решения задач по разделу «Механические волны». Приведены примеры решения типовых задач. Предложены задачи для самостоятельного решения.

Пособие предназначено для самостоятельного изучения студентами модуля 1 дисциплины «Физика». Рассмотрены теоретические основы следующих разделов физики: кинематика, динамика, колебания, волны, элементы специальной теории относительности. Приведены базовые понятия и определения. В каждом разделе даны примеры решения тематических задач и задачи для самостоятельного решения.

В пособии даны определения различных типов тестовых заданий, проиллюстрированные конкретными примерами. Для удобства тестирующихся студентов приводится справочная информация по соответствующим темам курса физики, полезными могут оказаться и рекомендации составителям тестов. Представлен также раздел с тестом, задания которого содержат подробные ответы-решения. Последний раздел пособия содержит два варианта тестовых заданий для самоподготовки, снабженных ключами из ответов.

Издается с 1984г. В серии публикуются результаты научных работ по следующим разделам: физические свойства веществ при больших плотностях энергии; теория переноса излучения и вещества; теория многофазных сред и течений; отдельные физические проблемы атомной энергетики; квантовая теория элементарных процессов в плазме; общие вопросы теоретической физики. Публикуются как чисто теоретические работы из этих разделов, так и работы прикладного характера с доведением их до конкретных способов расчета и численных результатов или простых инженерных формул, пригодных для численной оценки рассматриваемых явлений. Главный редактор - Академик РАН Ю.А. Трутнев

Учредители журнала: Сибирское отделение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН Основной научной тематикой журнала являются: — гидрогазодинамика — тепломассообмен — турбулентность — средства и методы аэро- и теплофизического эксперимента — физика низкотемпературной плазмы — физико-технические проблемы энергетики

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

Пособие посвящено основам работы в пакете FlexPDE, который предназначен для построения численных решений дифференциальных уравнений в частных производных с помощью метода конечных элементов. Описаны основные разделы типовой программы. Для демонстрации и эффективного освоения базового функционала пакета представлены примеры скриптов и задания для самостоятельной работы.

Учредители журнала: Сибирское отделение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН Основной научной тематикой журнала являются: — гидрогазодинамика — тепломассообмен — турбулентность — средства и методы аэро- и теплофизического эксперимента — физика низкотемпературной плазмы — физико-технические проблемы энергетики

Учебное пособие содержит значительный набор задач разной сложности с ответами и методическими указаниями. По содержанию оно соответствует механике в курсе общей физики классического университета и перекликается с известными задачниками, однако объём заимствований минимизирован, а многие задачи имеют оригинальную постановку или решение.

В сборнике приведены результаты экспериментов по ударному сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ, а также данные по сжатию некоторых газов, полученные в России в период с 1949 г. по 2005 г. Сборник включает данные по большинству элементов периодической системы (в том числе по сплошным, пористым и расплавленным металлам), окислам, сплавам, гидридам, карбидам и нитридам металлов, галогенидам, твердым и жидким органическим веществам, воде и ее твердым модификациям, водным растворам солей и другим соединениям. Представленные данные могут быть использованы во многих отраслях физики высоких плотностей энергии – при рассмотрении высокоскоростных соударений, в вопросах планетной астрономии, в том числе внутреннего состава планет, различных аспектах техники и технологии взрыва (включая вопросы техники безопасности устройств, работающих в режиме высоких давлений), взрывной обработке веществ, синтезе новых материалов и т. п.

Рассмотрен ряд вопросов, связанных с физикой колебательных и волновых процессов, особенностями распространения звуковых волн в воздухе, процессами отражения и поглощения звука различными поверхностями. Отдельные главы посвящены механизму слухового восприятия и принципам действия источников и приемников звука. Рассматриваются основные методы расчета звукового поля в помещении, влияние характеристик помещения на качество восприятия звуковых сигналов. Особое внимание уделено вопросам влияния шума на организм человека и способам защиты от шума.

Учебное пособие написано на основе лекций, прочитанных автором по курсу «Физика взрыва» студентам Московского инженерно-физического института (отделение 4, г. Саров) в 1973-75 и 1993-95 годах. Основное содержание составляет изложение начал волнового движения сплошной сжимаемой среды и анализ процессов, протекающих в ней при воздействии взрыва на окружающую среду. Материалы книги носят теоретический характер. Описание экспериментальных методов сводится к рассмотрению принципов, на которых они основаны. Основное внимание уделено волновым процессам в твердых телах, в частности в упругопластических средах, а также вопросам их разрушения. Список литературы содержит в основном монографии, при обращении к которым можно найти множество ссылок на работы по рассматриваемому вопросу.

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

Журнал «Прикладная математика и механика» (ПММ) – старейшее российское периодическое издание, специально посвященное проблемам механики. В журнале публикуются результаты (построение моделей, аналитические, численные и экспериментальные) в области механики, ранее не опубликованные и не предназначенные к одновременной публикации в других изданиях, за исключением журнала «Доклады РАН», по следующим направлениям: общая механика и механика систем, механика жидкости и газа, механика деформируемого твердого тела, математические методы механики, междисциплинарные проблемы механики (биомеханика, геомеханика и др.). Печатаются также обзорные статьи по указанным направлениям.

В издании компактно изложены все темы первого раздела общего курса физики — механики: кинематика точки и твердого тела, динамика поступательного и вращательного движения, работа и энергия, механические колебания и волны, а также специальная теория относительности. Теоретический материал дополнен примерами с решениями. Содержание пособия соответствует курсу лекций, читаемому авторами в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В лабораторной работе изучаются основы измерения длины звуковых волн резонансным методом и определения скорости звука в воздухе, что позволяет понять принципы работы акустического зондирования

Учебное пособие содержит описания к ряду работ по компьютерному моделированию физических процессов, в которых используются компьютерные модели из курса «Открытая физика», разработанного компанией «Физикон».

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

Практикум подготовлен на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Монография посвящена описанию эффектов и физических механизмов, лежащих в основе применения вибрации в различных технологических процессах, принципов моделирования и анализа динамики вибрационных технологических процессов. Большое внимание в книге уделено изложению методов возбуждения колебаний для обеспечения технологических процессов, основам проектирования и расчета вибровозбудителей в зависимости от особенностей технологического процесса и оборудования с учетом взаимодействия рабочего органа вибрационной машины и технологической нагрузки.

Содержит современные сведения о классификации, функциональных и строительно-эксплуатационных свойствах теплоизоляционных и акустических материалов, широко применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

Целью работы является изучение студентами методов оптимизации частотной характеристики времени реверберации помещения. В лабораторной работе рассматриваются принципы подбора звукопоглощающих материалов с целью изменения времени реверберации помещения.

Методическая разработка содержит 7 лабораторных работ по теме «Колебания».

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

Книга выдающегося советского физика Я.Б.Зельдовича посвящена теории ударных волн и газовой динамике. Особенностью книги является не расчетные методы численного интегрирования сложных двух- и трехмерных газодинамических течений, а изложение и физическое обоснование принципиальных основ газовой динамики, предельных законов и методов решения простых, но фундаментальных задач.

В статье приводятся результаты экспериментальных исследований применения анаэробных герметиков типа "Трибопласт" предназначенного для снижения уровней вибрации токарно-винторезного станка. Обосновывается выбор наиболее информативных контрольных точек, позволяющих диагностировать передаточные звенья кинематической схемы станка и идентифицировать неисправные элементы.

Ультразвуковые изображения медицинских диагностических систем. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Журнал «Прикладная математика и механика» (ПММ) – старейшее российское периодическое издание, специально посвященное проблемам механики. В журнале публикуются результаты (построение моделей, аналитические, численные и экспериментальные) в области механики, ранее не опубликованные и не предназначенные к одновременной публикации в других изданиях, за исключением журнала «Доклады РАН», по следующим направлениям: общая механика и механика систем, механика жидкости и газа, механика деформируемого твердого тела, математические методы механики, междисциплинарные проблемы механики (биомеханика, геомеханика и др.). Печатаются также обзорные статьи по указанным направлениям.

В статье представлены экспериментальные данные по исследованию влияния слабых периодических импульсов давления с частотой следования от 100 до 2000 кГц на процесс электрохимического восстановления цинка на катоде из конструкционной стали из цинкатных растворов в условиях действующего гальванического производства. Приводятся результаты исследований полученных цинковых покрытий с помощью растровой электронной микроскопии и рентгенофлуоресцентного микроанализа. Обнаружено увеличение скорости процес- са и возрастание выхода цинка по току, уменьшение гео- метрической толщины покрытия при возрастании его атомарной плотности, значительное снижение пористости цинкового слоя. Обсуждаются наблюдаемые эффекты пространственно-временного упорядочивания электрохимического процесса. Предлагается механизм электропереноса в гальванической ванне цинкования.

Приведено описание лабораторной работы по курсу «Теоретическая механика». Показана работа лабораторного комплекса, предназначенного для исследования с применением ПЭВМ свободных колебаний физического маятника при наличии сухого трения и в широком диапазоне изменения его инерционных и жесткостных характеристик. Комплекс позволяет в реальном времени измерять отклонения маятника от положения равновесия, отображать их на экране виртуального прибора, а также сопоставлять полученные экспериментальные данные с результатами теоретических расчетов. Приведены результаты теоретического анализа процесса колебаний, дано описание методики и порядка выполнения лабораторной работы.

Книга является учебным пособием по важному разделу аналитической механики - теории устойчивости - написанным автором на основе лекций, читавшихся им в разные годы в качестве спецкурса в различных технических вузах (МИФИ, МАИ, МГУПИ) для будущих специалистов по прикладной математике и механике. В ней излагаются (в форме, доступной для студентов 3, 4-го курсов технических вузов и механико-математических факультетов университетов) основные задачи теории устойчивости и методы их решения. Особое внимание уделено прямому (второму) методу Ляпунова. Теоретический материал сопровождается примерами из аналитической и небесной механики и космодинамики.

Издается с 1984г. В серии публикуются результаты научных работ по следующим разделам: физические свойства веществ при больших плотностях энергии; теория переноса излучения и вещества; теория многофазных сред и течений; отдельные физические проблемы атомной энергетики; квантовая теория элементарных процессов в плазме; общие вопросы теоретической физики. Публикуются как чисто теоретические работы из этих разделов, так и работы прикладного характера с доведением их до конкретных способов расчета и численных результатов или простых инженерных формул, пригодных для численной оценки рассматриваемых явлений. Главный редактор - Академик РАН Ю.А. Трутнев

Изложенный материал сформирован по результатам работ авторов, полученным в процессе проведения исследований по разным вопросам нелинейной акустики жидкостей и твердого тела, которые затрагивают проблемы акустической диагностики материалов и акустических измерений. Материалы опубликованы в периодической научной печати и дают представление о характерных этапах развития некоторых прикладных аспектов нелинейной акустики. Рассматриваемые вопросы представлены теоретическими моделями методов, методиками анализа и измерений, описанием инженерных решений. Разделы 1, 5, 6, 8, 9, введение и заключение подготовил Н.П. Заграй, содержание разделов 2, 3, 4 и 7 представлено А.М. Гавриловым.

Журнал «Прикладная математика и механика» (ПММ) – старейшее российское периодическое издание, специально посвященное проблемам механики. В журнале публикуются результаты (построение моделей, аналитические, численные и экспериментальные) в области механики, ранее не опубликованные и не предназначенные к одновременной публикации в других изданиях, за исключением журнала «Доклады РАН», по следующим направлениям: общая механика и механика систем, механика жидкости и газа, механика деформируемого твердого тела, математические методы механики, междисциплинарные проблемы механики (биомеханика, геомеханика и др.). Печатаются также обзорные статьи по указанным направлениям.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной форм обучения физического факультета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Издается с 1984г. В серии публикуются результаты научных работ по следующим разделам: физические свойства веществ при больших плотностях энергии; теория переноса излучения и вещества; теория многофазных сред и течений; отдельные физические проблемы атомной энергетики; квантовая теория элементарных процессов в плазме; общие вопросы теоретической физики. Публикуются как чисто теоретические работы из этих разделов, так и работы прикладного характера с доведением их до конкретных способов расчета и численных результатов или простых инженерных формул, пригодных для численной оценки рассматриваемых явлений. Главный редактор - Академик РАН Ю.А. Трутнев

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

В журнале публикуются актуальные материалы (обзоры, статьи, сообщения) по результатам научных исследований и практических разработок в России и за рубежом в области машиноведения и машиностроения, а также о передовом опыте, новых материалах и прогрессивных технологиях, включая проблемы экономики, управления и автоматизации, инноваций и инвестиций в машиностроении. Включен в Перечень ВАК.

Практикум подготовлен на кафедре радиофизики физического факультета Воронежского государственного университета

Представлены системы с зазорами и системы с упругими элементами, имеющими начальные напряжения. Подробно рассмотрено построение кусочно-линейной силовой характеристики таких систем. Даны методы получения зависимости частоты от амплитуды колебаний на основе как точного решения по методу припасовывания, так и приближенного решения с помощью прямой линеаризации силовой характеристики упругой системы. Сравнение точного и приближенного решений позволяет оценить возможности широко применяемых на практике методов линеаризации нелинейных систем.

Изложены краткие теоретические сведения о свободных и вынужденных колебаниях. Рассмотрены характеристики резонанса. Дано описание лабораторной установки, приведен порядок выполнения лабораторной работы и обработки результатов измерений.

Исследована модель детонации в N-компонентной смеси газов, зона горения которой формируется n (1 □ n □ N − 1) независимыми реакциями, удовлетворяющими кинетической формулировке закона действующих масс. В рамках этой схемы установлено существование двух возможных типов самоподдерживающихся детонационных волн с асимптотически устойчивыми зонами горения. Показано, что реализуется только сильная волна, распространяющаяся в режиме Чепмена–Жуге относительно потока на критической поверхности. При этом для смеси совершенных газов выявлено, что эта волна реализуется только тогда, когда зона горения формируется одной либо двумя реакциями.

Представлены материалы по применению метода крутильных колебаний при определении момента инерции тел, для которых аналитический способ вычисления этой динамической характеристики сложен или невозможен. При выполнении работы можно наглядно увидеть причину систематической погрешности и оценить ее значение. Эксперимент выполняется на современном оборудовании фирмы Phywe.

В лабораторной работе изучаются стоячие волны на струне с закрепленными концами с наблюдением формы собственных колебаний, а также исследуются зависимости скорости волн изгиба от силы натяжения струны, что позволяет понять принципы формирования звуковой волны при акустическом зондировании.

Рассмотрены вопросы, связанные с малыми свободными колебаниями консервативных систем и систем с вязким сопротивлением и конечным числом степеней свободы. Приведены контрольные вопросы и задания.

Подготовлена на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.