Tudomány

Rezonancia — Sajátfrekvencia

ω₀=√(k/m)=√100=10 rad/s, ezért f₀=ω₀/(2π)≈1,59 Hz. Periodikus gerjesztés e frekvencia közelében erős rezonanciaválaszt adhat, a csillapítástól függően.

Sajátfrekvencia

ω₀=√(k/m)=√100=10 rad/s, ezért f₀=ω₀/(2π)≈1,59 Hz. Periodikus gerjesztés e frekvencia közelében erős rezonanciaválaszt adhat, a csillapítástól függően.

Kényszerrezgés

Rezonancia akkor jelenik meg, amikor egy kényszerített rezgő rendszer különösen erősen válaszol egy olyan gerjesztésre, amelynek frekvenciája közel esik a rendszer sajátfrekvenciájához. A jelenség nem „ingyenes energia”: a nagy amplitúdó azért épül fel, mert a gerjesztő ismételten megfelelő fázisban ad át energiát.

Csillapítás szerepe

Ha egy rendszert kitérítünk, majd magára hagyunk, bizonyos természetes rezgési módokkal mozog. Egy ideális rugó–tömeg rendszer saját körfrekvenciája ω₀=√(k/m). A valós rendszereknek gyakran több sajátmódusuk van: egy húrnak, levegőoszlopnak vagy építménynek különböző alakú rezgéseihez különböző sajátfrekvenciák tartozhatnak.

Fázis és energiaátadás

Periodikus külső erő hatására a kezdeti átmeneti mozgás után a rendszer többnyire a gerjesztés frekvenciájával rezeg. Az amplitúdó azonban erősen függ attól, milyen közel van ez a sajátfrekvenciához. Rezonancia közelében az energiaátadás ciklusról ciklusra hatékony, ezért az amplitúdó sokkal nagyobb lehet, mint távoli frekvencián.

Rezonanciaf ≈ f₀

Sajátfrekvencia

Súrlódás, közegellenállás és belső veszteségek energiát vonnak el a rendezett rezgéstől. Erősebb csillapítás kisebb és szélesebb rezonanciacsúcsot eredményez; gyenge csillapításnál a csúcs magasabb és keskenyebb. Ideális, teljesen csillapítatlan lineáris modellben pontos rezonancián az amplitúdó korlátlanul nőne, de valós rendszerekben veszteség és nemlinearitás mindig korlátozza.

Rezonancia akkor jelenik meg, amikor egy kényszerített rezgő rendszer különösen erősen válaszol egy olyan gerjesztésre, amelynek frekvenciája közel esik a rendszer sajátfrekvenciájához. A jelenség nem „ingyenes energia”: a nagy amplitúdó azért épül fel, mert a gerjesztő ismételten megfelelő fázisban ad át energiát.