natuurkunde

Resonantie

Met deze applet kun je het verschijnsel resonantie onderzoeken.
Applet: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder
https://phet.colorado.edu


Trilling

Een trilling is een periodieke beweging rondom een evenwichtsstand. 'Periodiek' betekent dat de beweging zich steeds herhaalt.

Eigenfrequentie, resoneren

Veel voorwerpen hebben één of meer eigenfrequenties. Een eigenfrequentie is een frequentie waarmee het voorwerp vanzelf gaat trillen, nadat het uit zijn evenwichtsstand is gebracht en is losgelaten.
De meeste stemvorken bijvoorbeeld hebben één eigenfrequentie van 440 Hz. Als je met een rubber hamertje tegen zo'n stemvork tikt dan gaat hij vanzelf trillen, altijd met f = 440 Hz. De lucht in de klankkast van een gitaar heeft een heleboel eigenfrequenties.
Als je op een voorwerp een periodieke kracht uitoefent, dwing je het om te trillen. Is de frequentie van de periodieke kracht gelijk aan de eigenfrequentie van het voorwerp, dan gaat het optimaal trillen. Dat heet resoneren.

De applet

Je ziet een blokje dat steunt op een schroefveer. Het geheel staat op een trilapparaat. Als je het trilapparaat aan zet, gaat het blokje goed meetrillen: het raakt in resonantie.

  1. Verander de frequentie van het trilapparaat en stel vast dat het blokje bij andere frequenties nog wel een beetje meetrilt, maar niet meer resoneert.
  2. Kies rechts bovenaan, bij 'Number of resonators', voor drie blokjes. De massa van elk blokje en de veerconstante van elke veer stel je rechts in.
    Zet het trilapparaat weer aan en stel vast dat elk blokje zijn eigen resonantiefrequentie heeft.
  3. Ga na dat voor de resonantiefrequentie f van een blokje met massa m aan een veer met veerconstante C geldt: