Hvad sker der, når vibrationer, der rejser gennem en objekt, matematik den naturlige frekvens?

Når vibrationer, der rejser gennem et objekt, matcher den naturlige frekvens af dette objekt, et fænomen kaldet resonans forekommer. Her er en sammenbrud af, hvad der sker:

1. Naturlig frekvens: Hvert objekt har en naturlig frekvens, ligesom en bestemt note, som et musikinstrument spiller. Det er den hyppighed, hvor objektet vibrerer let og med den største amplitude. Tænk på at skubbe et barn på en sving - der er en rytme, du kan skubbe for at få svingen til at gå højest. Denne rytme er swingens naturlige frekvens.

2. Eksterne vibrationer: Når en ekstern kraft, som lydbølger eller fysisk ryster, vibrerer et objekt, tilføjer den energi til objektets vibrationer.

3. Resonans: Hvis hyppigheden af ​​den eksterne kraft matcher den naturlige frekvens af objektet, absorberer objektet energien fra den eksterne kraft meget effektivt. Dette får objektet til at vibrere med en meget større amplitude, potentielt endda til det punkt at bryde eller fiasko.

Sådan fungerer det:

* Når frekvenserne matcher, tilføjer hver vibration af den eksterne kraft energi til objektets eksisterende vibrationer.

* Denne energi opbygges over tid, hvilket fører til en dramatisk stigning i objektets amplitude.

* I det væsentlige "amplificerer" objektet "de eksterne vibrationer.

Eksempler på resonans:

* Opera Singers Shattering Glass: En sanger kan matche den naturlige hyppighed af et glas, hvilket får den til at vibrere med en sådan kraft, at den sprænger.

* broer kollapser: Stærke vinde kan få broer til at vibrere ved deres naturlige frekvens, hvilket potentielt kan føre til katastrofalt sammenbrud.

* svingning på en sving: Den rytmiske skubbe matcher svingens naturlige frekvens og forstærker svingens bevægelse.

* Musikinstrumenter: Instrumenter er designet til at resonere ved specifikke frekvenser og producere lyd.

Vigtig note: Mens resonans kan være destruktiv, er det også et grundlæggende princip, der bruges i mange teknologier:

* radio og tv: Antenner er designet til at resonere ved specifikke frekvenser for at modtage signaler.

* Musikinstrumenter: Instrumenter bruger resonans til at forstærke lyd.

* Medicinsk billeddannelse: MR -maskiner bruger resonans til at generere billeder af kroppen.

Sammenfattende er resonans et kraftfuldt fænomen, der opstår, når eksterne vibrationer matcher den naturlige hyppighed af et objekt. Det kan føre til dramatisk forstærkning af vibrationer, som kan være både gavnlige og destruktive, afhængigt af konteksten.