Jak wygląda transfer energii w rezonansie drgań?

Pytanie

Pyta Wojtek

Mówi się, że dzięki rezonansowi drgania o pewnej częstotliwości ulegają wzmocnieniu. Skąd bierze się energia na to wzmocnienie? Może to raczej selektywne zmniejszenie tłumienia?

Odpowiedź

Odpowiada Damian Zdulski

Zjawisko rezonansu występuje w układach oscylatorów harmonicznych, na które działa okresowa siła zewnętrzna wymuszająca drgania. Objawia się ono znacznym wzrostem amplitudy drgań, gdy częstotliwość siły wymuszającej jest bliska tak zwanej częstotliwości rezonansowej.

W typowych przykładach takich układów współczynnik tłumienia związany z siłami oporu ośrodka jest stały, nie zależny od częstotliwości. Dlatego nie może zachodzi zjawisko selektywnego tłumienia.  Zamiast tego po prostu energia zwiększająca amplitudę drgań jest transferowana do oscylatora od źródła generującego siłę wymuszającą. Stąd moc absorbowana jest równa iloczynowi siły wymuszającej oraz prędkości ciała wykonywującego drgania. Więcej szczegółów opisu fizycznego zjawiska rezonansu można znaleźć tutaj, w module 3, rozdział 12.5.