ปรากฎการณ์เรโซแนนท์ 1
การเกิดเรโซแนนท์ จะเกิดขึ้นกับระบบทุกชนิดที่มีการสั่นแกว่ง เมื่อความถี่ของแรงภายนอกที่ใส่เท่ากับความถี่ของระบบ แอมพลิจูดของระบบสามารถสั่นสะเทือนขึ้นไปได้สูงสุด ในบทความนี้ เราจะเริ่มต้นเน้นไปที่ระบบการสั่นสะเทือนทางกลศาสตร์ เช่น มวลติดกับสปริง และการสั่นของเส้นเชือก เป็นต้น โดยมีการทดลองผ่านทางอินเตอร์เน็ตร่วมด้วย หลังจากนั้น เราจะไปสั่นแกว่งประจุไฟฟ้าในวงจร RLC ซึ่งมีลักษณะการแกว่งแบบเดียวกับมวลติดสปริง และสามารถเกิดปรากฎการณ์เรโซแนนท์ในวงจร RLC ได้ และต่อด้วยการสั่นแกว่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ก็สามารถเกิดปรากฎการณ์เรโซแนนท์ได้เช่นเดียวกัน ดังจะได้อธิบายความสัมพันธ์นี้ ในเตาอบไมโครเวฟ และการสั่นแกว่งที่เกิดกับสะพานแขวนทาโคมาในกรุงวอชิงตัน เมื่อเดือนกรกฎาคม ปีค.ศ. 1940
เตาอบไมโครเวฟ และการสั่นแกว่งของสะพานแขวนทาโคมา
ตำแหน่งเริ่มต้น
การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก (SHM)
กราฟของระยะกระจัดกับเวลาของมวลติดกับสปริง ที่สั่นแกว่งบนพื้นลื่น มีลักษณะเป็นรูป ไซน์ โดยมีแอมพลิจูดคงที่
การทดลองนี้เป็นการหาความสัมพันธ์ระหว่างคาบ ความเร่งเนื่อง ความยาวของสปริง มวล และค่าคงที่ของสปริง ของการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิค ในห้องทดลองนี้เป็นการเคลื่อนที่ของมวลที่ติดกับสปริง และลูกตุ้มติดกับเชือก แบบธรรมดา (Simple) โดยกำหนดให้มุมของการแกว่งมีค่าน้อย ไม่มีแรงเสียดทานของอากาศ ไม่คิดมวลและแรงเสียดทานของสปริง และในห้องทดลองนี้ไม่สามารถเปลี่ยนค่าแอมพลิจูดของการแกว่งได้
เวลาในห้องทดลองเป็นเวลาการแกว่งที่เป็นจริง ถึงแม้เครื่องคอมพิวเตอร์ของคุณจะมีตัวประมวลผลที่เร็วหรือช้าก็ตาม ถ้าคอมพิวเตอร์ของคุณมีตัวประมวลความเร็วต่ำ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของมวลจะปรับเองโดยอัตโนมัติเพื่อให้เป็นเวลาที่แท้จริง ขณะที่ทำการทดลองให้หลีกเลี่ยงการใช้เมาส์ กดที่นี่หรือรูปภาพเพื่อเข้าสู่การทดลอง
การทดลองเสมือนเรื่องการแกว่งที่ถูกแรงบังคับ
ให้คุณทดลองดูดังนี้
ถ้าความถี่ของแรงมีค่าต่ำมากๆ ตอนแรกการสั่นสะเทือนจะไม่เท่ากัน รอไปสักครู่ ความถี่และแอมพลิจูดของกล่องจะลดลงจนเท่ากับความถี่และแอมพลิจูดของแรงจากภายนอกที่ใส่เข้าไป
ถ้าเลือกความถี่ของแรงให้เท่ากับความถี่ของระบบ ระบบจะเกิดปรากฎการณ์เรโซแนนท์ แอมพลิจูดจะเพิ่มขึ้นทุกๆรอบของการแกว่ง
คลิกที่รูปภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง
ครั้งที่
บทความพิเศษ
การเรียนการสอนฟิสิกส์
1 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต