science >> Wetenschap >  >> Fysica

Resonantie

Resonantie, Een object dat vrij kan trillen, heeft de neiging dit te doen met een bepaalde snelheid die de natuurlijke, of resonerend, frequentie. (Deze frequentie is afhankelijk van de grootte, vorm, en samenstelling van het object.) Een dergelijk object zal sterk trillen wanneer het wordt onderworpen aan trillingen of regelmatige impulsen met een frequentie gelijk aan of zeer dicht bij zijn natuurlijke frequentie. Dit fenomeen wordt resonantie genoemd. Door resonantie, een relatief zwakke trilling in het ene object kan een sterke trilling in een ander veroorzaken. Naar analogie, de term resonantie wordt ook gebruikt om het fenomeen te beschrijven waarmee een oscillerende elektrische stroom wordt versterkt door een elektrisch signaal van een specifieke frequentie.

Een voorbeeld van resonantie wordt geleverd door een motor die trillingen veroorzaakt in een meubel in een ander deel van hetzelfde huis. Deze trillingen ontstaan ​​doordat het meubel een eigenfrequentie heeft die gelijk is aan de frequentie van de trillingen die door de motor worden opgewekt. Het meubilair zou in resonantie zijn met de motor. Resonantie kan ook worden waargenomen in een auto wanneer een bepaalde partan asbak, trilt bijvoorbeeld wanneer de auto met een bepaalde snelheid rijdt. Bij dat toerental resoneert de asbak met de trillingen van de motor.

Mechanische resonantie kan trillingen produceren die sterk genoeg zijn om het object waarin ze voorkomen te vernietigen. Bijvoorbeeld, soldaten die over een brug marcheren, kunnen extreme trillingen veroorzaken op de natuurlijke frequentie van de brug en deze uit elkaar doen spatten. Om deze reden breken soldaten de stap om een ​​brug over te steken. In 1940 windstoten bij Puget Sound Narrows, tacoma, Washington, veroorzaakte een hangbrug te trillen op zijn natuurlijke frequentie en de brug stortte in.

In muziek, resonantie wordt gebruikt om de intensiteit (hardheid) van een geluid te verhogen. De relatief zwakke trillingen aan het uiteinde van een orgelpijp, bijvoorbeeld, een luchtkolom in de pijp laten trillen in resonantie, waardoor de luidheid van het geluid aanzienlijk wordt verhoogd. Dit principe geldt ook voor de menselijke stem, waarbij de trillingen van de stembanden worden versterkt door resonerende trillingen in de mond- en neusgangen.

Elektrische resonantie wordt gebruikt om radio's en televisies af te stemmen. Afstemmen bestaat uit het tot stand brengen van een circuit met een resonantiefrequentie die gelijk is aan de toegewezen frequentie van de gewenste zender.