На трьох слонах

                                                         На трьох слонах

      Сучасна наука про коливання впевнено стоїть "на трьох слонах2,  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 – але мають велетенську руйнівну силу – дивіться відео в Інтернеті „Такомский мост”. Дуже добре видно, що стояча хвиля утворюється у одному місці, тільки її частота – 3 секунди одне коливання  – замало для утворення стробоскопічного єфекту, щоб назвати її стоячею хвилею.  Стробоскофічний ефект людського зору утворюється про повторенні ідентичних рухів в одному місці  приблизно через 15 разів за 1 секунду. В такому разі виникає враження, що рух зупиняється та стоїть на місті.

     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 у офіційній науці Світу, залишений без розгляду. Для гармонійного аналізу використовують Фур'є аналіз, який відповідає гармонічній хвилі що утворюється обертанням точки в одну сторону. Але рух поперечного коливання має обернений напрямок та змінну швидкість і може користуватися Фур'є-аналізом, одностороннім рівномірним рухом, лише умовно, за традицією, тому що утворення електричної енергії (основи гармонічної хвилі) не відповідає і навіть не адекватне  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.

      Мідна рамка рівномірно обертається та пересікає постійні маґнітні хвилі. Внаслідок кута обертання, е.д.с. у мідній рамці змінюється: коли рамка у центрі маґнітного потоку – напруга на її кінцях максимальна,  коли рамка опиняється перпендикулярно до маґнітного потоку – напруга у рамці дорівнює 0 вольт, у зворотному до маґнітного потоку місці – протилежна максимальна напруга. Ротор рівномірно обертається, це лінійна форма його обертання. Але рамка, що „сидить” на роторі, утворює хвилю (не коливання) згущення-розрідження кількості електронів у дроті, що відходить від ґенератора. Осцилоґрама, що видно на екрані – ґрафік зміни напруги у лінійній хвилі обертання (не коливання) ротора.  

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

             Ототожнення розумінь Коливання і Хвиля

     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.

          Матеріальні хвилі можуть бути будь-якої форми від прямої лінії до всіляких форм простору, яку вони приймають у своєму русі.

       Енерґетичні хвилі, що не несуть матерії,  на сторонні сили інших енерґій не реагують. Так на світлову хвилю сторонні  енерґії не впливають, але матеріали, в залежності від їх якостей, мають різноманітний вплив. На цих якостях побудована наука Оптика.

       Проста  енерґетична хвиля, на яку впливає тільки  джерело випромінювання, являє форму променя – пряму лінію. Але енерґетичних хвиль багато, і немає сенсу уніфікувати усі хвилі синусоїдальними. По-перше, природа мудра і найшвидшу траєкторію руху обирає пряму лінію. Навіщо утворювати зайве ускладнення, і в чім може бути причина синусоїдальних вигинів!?

       Випромінювання електронів, що є матеріальною хвилею складових матеріальних тіл, які складаються з молекул та атомів, впливають маґнітні хвилі, що виникають не шляху руху електронної хвилі – променя.

      Всі рухи в природі презентують хвилі. Хвиля може бути прямолінійною (світлова) – поздовжня, 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.

      Ви можете заперечити! А як з хвилями, що з’являються не екрані осцилоґрафа? Вони ж мають форму синусоїди!!!

      Так дійсно, це форма синусоїди, але вона вимірюється у вольтах, тобто складу електронів у кожну мить часу, що  надається на екрані ординатою х, і є ґрафіком цього параметру струму. Ротор ґенератора, на якому розміщені три соленоїди під кутом 120º, що рівномірно обертається у постійному маґнітному полі, надають лінійну хвилю згущення-розрідження складу електронів у цій модульованій хвилі.

      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 тількивідцентрова 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 узворотному 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.

      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. Усі 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.

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.