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
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)