FKM Kompass
L3

Seotud ja sundvõnkumised

Kui võnkurid on omavahel seotud või neid mõjutab väline perioodiline jõud, tekivad nende ühisliikumises normaalmoodid ning resonantsi lähedal amplituud ja faasinihe, mis sõltuvad järsult sellest, kui lähedal on sundiv sagedus omasagedusele.

Practise this concept

Lükka kiike juhuslikel hetkedel ja midagi eriti ei juhtu; lükka kord tsükli kohta ja õigel hetkel, ning see tõuseb iga korraga kõrgemale. See ongi resonants ja oluline on see, et tõuke suurus on peaaegu tähtsusetu. Loeb ajastus. Kui sundiv sagedus langeb kokku võnkuri omasagedusega, saabub iga tõuge liikumisega samas faasis ja lisab energiat, nii et pisike jõud võib tekitada tohutu amplituudi — piiratud ainult sellega, kui kiiresti sumbuvus energiat välja juhib.

Resonantsist eemal ei reageeri võnkur lihtsalt vähem, vaid reageerib hilinemisega. Sunni seda aeglaselt ja see järgib jõudu peaaegu täpselt. Sunni kiiresti ja see jääb pool tsüklit maha, liikudes ühele poole samal ajal, kui jõud lükkab teisele. Täpselt resonantsis on nihe veerand tsüklit — just see paneb jõu lükkama kõige tugevamini siis, kui võnkur liigub kõige kiiremini, ja pumpab seega tsükli kohta sisse kõige rohkem energiat.

Kahe võnkuri sidestamine teeb midagi sarnast. Vedru või ühise toe kaudu seotuna kaotavad nad sõltumatud sagedused ja omandavad ühised liikumismustrid — normaalmoodid — milles kogu süsteem võngub ühel sagedusel. Kahel identsel pendlil ühisel latil on mood, kus nad kiiguvad koos, ja mood, kus nad kiiguvad vastassuunas, veidi erinevatel sagedustel. Kui panna liikuma ainult üks, oled ergastanud korraga mõlemad moodid; need lähevad taktist välja ja tagasi ning nähtav tulemus on energia loksumine ühelt pendlilt teisele ja tagasi.

Key ideas

Requires: Harmooniline võnkumine, Resonants

Common misconceptions

  • Resonantsis peab sundiv jõud olema väga suur; väike tõuge ei saa tekitada suurt amplituudi.
  • Kaks seotud võnkurit lihtsalt säilitavad omaenda sagedused ega mõjuta teineteist.
  • Sunnitud võnkur liigub alati sundiva jõuga ühes taktis, ükskõik millisel sagedusel.

Resources

Kuulub nende TÜ ainete hulka

See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.