作为一个对宇宙星系星体的业余爱好者,对今天题主提出的题目的理解,个人认为,回答宇宙能量守恒的意义在于,网友们对宇宙星系星体,在它们运动中产生的正负磁电引场的了解认识能量破坏圈!宇宙星系星际体,它们在历经近140亿年的发展演变过程中,各星系星际体,不管它们如今发展到什么样不同大小的单个和群体团队,它们的中心控制力,都离不开它们在飞行运动中,它们各自中心产生的正负磁电引力场,在永久对它们各自星系团和星体做着百万亿万年的能量守恒控制着。
自从近代人类科技文明,科学知识认识了星系星体,在中心物质自然运动中,能够产生正负磁电磁电引力能的开发利用后。电能运用,对现代人类的生活,以到了没电,人们就难以生活的重要地步了能量破坏圈!现在电能在人们的日常中,电灯电器没电不行,工厂企业没电不行。手机通讯、军工科技航天,铁路运输高铁等等那里没电能行!也可以说,人类随着今后智慧科技文明的发展,人类科技对宇宙星系星体中心运动产生的超强大,正负磁电能量守恒的开发利用后,科技成果,定然会带给人类发展中,很多很多让人类享用不尽的科技利益的!谢谢
为什么共振能释放出巨大的能量?
共振是在外界载荷的激励下能量破坏圈,当激励频率与结构固有频率一致时,发生振幅变大的现象。共振本身并不是一个释放能量的过程,相反,共振实际上是结构在外载作用下积聚能量的过程。当积聚的能量超过了结构能承受的极限时,就会发生破坏,此时才是能量的释放。结构破坏所释放的能量也没有放大,依然遵循着能量守恒定律。
1、共振的故事说到共振,相信很多小朋友都听过一个小和尚的故事。有个小和尚有一个乐器钹,挂在房间内。晚上的时候,这个钹会自己响起来,吓坏了小和尚。后来,老和尚发现,只要寺里的大钟敲起来,这个小钹就会自己响。老和尚毕竟经验丰富,拿起锉刀,在钹的表面挫了两刀。从此以后,这个钹再也没有响过。
2、共振的原理上面这个小故事中,钹的响动是由于受到大钟的影响。大钟被击打后发出声波,声波传递到了小钹上,于是小钹开始振动起来。当传过来的声波频率与小钹的振动频率接近时,振动的幅度就变的很大了,从而小钹开始发出了声音。这里,大钟传递过来的声波就是一种外载激励。外载不仅仅是声波,其他一切对物体的作用都可以是外载,这种作用通常以力的形式表现出来。这是共振的首要因素,即存在外载的激励。
共振另一个因素就是结构的固有频率。固有频率是结构的一种属性,它与材料、结构形状、约束形式有关。力学上,固有频率有严格的推导过程,从n个自由度的运动微分方程开始,经过数学处理后得到频率方程。
这是一个跟ω有关的多项式,根据这个方程,可以得到n个ω,即n个固有频率。从这个固有频率的推导过程来讲,固有频率是结构发生简谐位移的时候的一个运动频率。得到固有频率后,就可以得到具体的简谐位移表达式,即得到了结构的阵型。
对于复杂结构来讲,想要纯粹通过求解运动微分方程得到固有频率是不现实的。可以利用有限元的方法来计算。如上图,利用有限元软件,得到结构的固有频率和模态振型。
当外载的激励频率与结构自身的固有频率接近时,结构的振动就会越来越大,如上图所示。所以,共振频率与固有频率实际上是两个概念,两者数值上接近,但是不一定相等。
3、共振的危害结构的共振是工程中极力避免的情况,因为它会造成结构振动幅度越来越大,直至整个结构发生破坏。历史上最著名的共振事件当属美国的塔科马桥共振坍塌事件了。1940年建成的斜拉索桥,在中等风速的作用下,恰好风的作用频率与桥面的固有频率接近,于是发生事故。当时,刚刚好,有一位记者在现场,拍下了这段珍贵的画面。
事后,有学者对桥梁进行了分析,发现19m/s的风速吹过桥面是,产生的涡流(如下图)频率与桥面的固有频率接近了。共振就是风毁桥梁的罪魁祸首!
4、共振的能量知道了共振的原理,相信也就知道了共振的能量来自何处。实际上,结构受到外载的激励发生振动,这个过程中,外界始终在向结构输入能量,这部分能量一部分通过变形转化为应变能,另一部分通过振动的形式耗散掉。结构能够存储的应变能是有限的,当结构无法再存储的时候,就是结构发生破坏的时候。所以,发生共振时,结构振动幅度越来越大,变形越来越大,存储的变形能也越来越大,终于承受不住,发生破坏。
所以,共振过程是积累能量的过程,积累的能量来自于外界的输入。当破坏发生的时候,结构存储的能量通过断裂的形式释放出来。这个释放的能量并不巨大,是跟材料的断裂能和断裂的面积有关。比如金属,其断裂能大概在60KJ/m2左右。
5、总结一句话,共振破坏时释放的能量来自于外界的输入,其能量值也称不上巨大,主要还是跟结构和材料有关。