Resonantie

Je leerde uit je experimenten dat een triller een vaste frequentie heeft: de eigenfrequentie van de triller. En die eigenfrequentie wordt bepaald door de massa en de sterkte van de veerkracht.

Je leerde uit je experimenten dat een slinger een vaste frequentie heeft: de eigenfrequentie van de slinger. En die eigenfrequentie wordt bepaald door de lengte van de slinger.

Hier leer wat je wat resonantie is en wat resonantie met eigenfrequentie te maken heeft.

De Tacoma Narrows Bridge is een hangbrug van 1,6 km in de Verenigde Staten. Het was de op twee na langste brug van de wereld op het moment dat ze was gebouwd. Op 7 november 1940 is de Tacomabrug ingestort door trillingen, veroorzaakt door de wind. Het is een van de bekendere voorbeelden van resonantie.

Een slinger is een oscillerend systeem. We hangen 2 even lange (!) slingers samen aan een touw. We zetten de ene slinger in gang. De andere slinger gaat de beweging van de eerste overnemen en vice versa. Als de slingers niet even lang zijn, dan werkt dat niet want dan hebben ze niet dezelfde eigenfrequentie.

Een stemvork is een oscillerend systeem. We zetten 2 identieke stemvorken dicht bij elkaar. We slaan de ene stemvork aan. De andere stemvork begint dan ook mee te trillen.

We verzwaren dan de beentjes van een van de stemvorken. Daardoor veranderen we de trillingsfrequentie - de eigenfrequentie dus - van die ene stemvork. Als we die dan aanslaan, gaat de andere stemvork NIET meetrillen.

We nemen een slinger tussen duim en wijsvinger. We maken nu kleine bewegingen maken met onze hand maar wél met dezelfde frequentie als de eigenfrequentie van de slinger. Die kleine bewegingen gaan al snel een grote amplitude van de slinger tot gevolg hebben.

Zo kan je zelfs een slinger laten slingeren ZONDER DAT JE JE DAARVAN BEWUST BENT. Dan speelt het ideomotorisch effect.

In onze voeding zit veel water. In een microgolfover gaan de watermoleculen in de voeding meetrillen met de trillingen van de microgolven (f = 2,45 GHz). Hoe harder de moleculen trillen ... hoe warmer. Warmte is immers de bewegingsenergie van de moleculen.

Als je tegen een wijnglas tikt hoor je geluid. Dat geluid heeft dezelfde frequentie als de eigenfrequentie van het glas. Als je geluid met diezelfde toonhoogte produceert, gaat het glas door de geluidsgolven meetrillen. Een erg luide toon kan het glas zelfs kapot laten springen omdat het heel hard gaat meetrillen. Physics Girl deed het glas zelfs kapot springen met haar stem.

Een gebouw kan instorten door een aardbeving. Dat gebeurt vooral wanneer de trilling van de aarde dezelfde is als de eigenfrequentie van het gebouw.

Een papa duwt zijn kind op de schommel. Telkens het kind zich op het hoogste punt bevindt, oefent de vader een kleine kracht uit. Hierbij wordt energie overgedragen van de vader op het kind. Het duwen van de vader is een periodiek verschijnsel met dezelfde frequentie als het heen en weer schommelen van het kind. Op die manier wordt de amplitude van de schommelbeweging steeds groter. In elke cyclus wordt er telkens wat meer energie opgenomen door het schommelend kind. Bovendien compenseert papa op die manier meteen het energieverlies dat optreedt tijdens de beweging van het kind.

Als je spreekt, gaat je schedel meetrillen (resonantie). Je hoort dus niet alleen je eigen stem via de lucht maar ook rechtstreeks via beengeleiding. Daarom klinkt je stem voor jou zo raar als je jezelf via een luidspreker hoort.

Veel normale objecten zijn complexe trillers. Ze hebben meer dan één eigenfrequentie. Een goede luidspreker wordt zo ontworpen dat die mooi resoneert met heel veel frequenties.