Begrippenlijst · R

Resonantie

Resonantie treedt op wanneer een trillend systeem periodiek wordt aangedreven met een frequentie die (bijna) gelijk is aan zijn eigenfrequentie, waardoor de amplitude sterk toeneemt.

Elk voorwerp dat kan trillen heeft een of meer eigenfrequenties: frequenties waarop het ‘vanzelf’ trilt als je het aanstoot. Voor een massa aan een veer is dat f₀ = (1 / 2π) · √(C / m), met C de veerconstante in N/m en m de massa in kg; voor een slinger geldt T = 2π · √(l / g). Duw je in hetzelfde ritme, dan voeg je elke keer precies op het goede moment energie toe en groeit de trilling, tot de demping (wrijving) evenveel energie afvoert als je toevoert.

Het bekendste voorbeeld is een schommel: wie op het juiste moment duwt, krijgt met kleine duwtjes een grote uitslag. Een zanger kan een wijnglas laten breken door precies de eigentoon lang en hard genoeg te zingen. Muziekinstrumenten gebruiken resonantie juist om geluid te versterken, bijvoorbeeld in de klankkast van een gitaar. Een radio stem je af door de eigenfrequentie van een elektrische LC-kring, f = 1 / (2π√(LC)), gelijk te maken aan die van de zender. Ook MRI-scanners werken met (kernspin)resonantie.

Resonantie kan ook gevaarlijk zijn. In 2000 moest de Millennium Bridge in Londen twee dagen na de opening dicht, omdat voetgangers onbewust in de maat met de zijwaarts wiebelende brug gingen lopen. Marcherende soldaten breken daarom op bruggen de pas. Bij aardbevingen lopen gebouwen waarvan de eigenfrequentie past bij die van de bodemtrilling de meeste schade op. Rekenvoorbeeld: een blok van 0,50 kg aan een veer met C = 200 N/m heeft f₀ = (1/2π) · √(200 / 0,50) = 20 / 2π ≈ 3,2 Hz.

In welke discipline?

Natuurkunde (trillingen en golven, geluid, elektriciteit) en aardwetenschappen (aardbevingen en gebouwen).

Verwante termen

Lees meer