Fyzika 007 - Rezonance

MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ

KMITAVÝ POHYB

Rezonance

Jedná se o fyzikální jev, který vzniká při vzájemném působení dvou oscilátorů.

Máme pružinový oscilátor, kterému budeme dodávat energii otáčením připojené kladky, aby netlumeně kmital. (viz. obrázek). Měníme velikost úhlové frekvence otáčející se kladky a pozorujeme přitom měnící se velikost amplitudy kmitajícího tělesa na pružině.

maximální amplituda v bodě 2

nastala

REZONANCE OSCILÁTORU

(frekvence nucených kmitů je rovna vlastní frekvenci oscilátoru)

REZONANČNÍ KŘIVKA

= graf vyjadřující závislost amplitudy (ym) na úhlové frekvenci ω

zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Rezonance_amplitudy.png

VYZKOUŠEJ SI BUZENÉ KMITÁNÍ (REZONANCI) V APPLETU (Applety Walter Fendt)

PRAKTICKÉ PŘÍPADY REZONANCE

A) SPŘAŽENÁ KYVADLA (VÁZANÉ OSCILÁTORY)

dvě stejná kyvadla spojená pružinou nebo vláknem se závažím

Zdroj obrázku: http://kvinta-html.wz.cz/

O ... oscilátor (zdroj nuceného kmitání)

R ... rezonátor (působením zdroje se nucené rozkmitá)

Z ... závaží + vlákno = VAZBA (zprostředkovává přenos energie mezi oscilátorem a rezonátorem)

VYZKOUŠEJ SI VÁZANÉ OSCILÁTORY V APPLETU (Applety Walter Fendt)

Vazba může být:

VOLNÁ

pomalé přenášení energie z oscilátoru na rezonátor

potom je

amplituda nucených kmitů malá

TĚSNÁ

rychlé přenášení energie z oscilátoru na rezonátor

potom je

amplituda nucených kmitů velká

B) REZONANČNÍ KOLÉBKA

C) VOLNĚ ZAVĚŠENÁ KYVADLA

REZONANCE V PRAXI

Výhody

zesílení zvuku hudebních nástrojů (struna, těleso kytary)
ozvučnice reproduktorů (Wikipedie)
ladící obvod rozhlasového přijímače
přístroje na měření frekvence (jazýčkový kmitočtoměr)
chvění (Chladniho obrazce) - budeme brát u mechanického vlnění
rezonanční cyklotron (zařízení k urychlování částic)

Nevýhody

vznik nežádoucího rezonančního kmitání u strojních zařízení, která konají otáčivý pohyb
pérování sedadel automobilu na hrbolaté silnici (prevence: tlumiče, změna vlastní frekvence, zvýšení tření)