Συντονισμός

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Κλασική Μηχανική
Πρότυπο: προβ.  συζ.  επεξ.

Συντονισμός στη φυσική καλείται το φαινόμενο κατά το οποίο σε μια εξαναγκασμένη ταλάντωση η συχνότητα του διεγέρτη είναι ίση με την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή, με αποτέλεσμα τη μεγιστοποίηση του πλάτους.

Κάθε ταλαντωτής μπορεί να ταλαντώνεται σε μία περιοχή συχνοτήτων. Η στιγμιαία διέγερση ενός ταλαντωτή ισοδυναμεί με την απόδοση στην ταλάντωση ενός συγκεκριμένου ποσού ενέργειας. Αυτή είναι η ελεύθερη ταλάντωση η οποία συμβαίνει με συχνότητα που ταυτίζεται με την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή. Όταν η ταλάντωση είναι εξαναγκασμένη, η συχνότητα της είναι η συχνότητα του διεγέρτη. Όταν η συχνότητα του διεγέρτη ταυτίζεται με την ιδιοσυχνότητα του ταλαντωτή έχουμε συντονισμό.

Κατά το συντονισμό το σύστημα έχει το μέγιστο δυνατό πλάτος και τη μέγιστη δυνατή ενέργεια. Αν δεν υπάρχουν αποσβεστικές δυνάμεις, τότε το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται θεωρητικά άπειρο. Έτσι, η ταλάντωση μπορεί να γίνει τόσο έντονη, ώστε να καταστραφεί ο ταλαντωτής. Αν η προσφορά ενέργειας είναι μεγαλύτερη, τότε υπάρχει κίνδυνος καταστροφής του ταλαντωτή. Τα ποτήρια έχουν μία συγκεκριμένη ιδιοσυχνότητα, η οποία μπορεί να ακουστεί αν τα χτυπήσουμε απλά μία φορά. Αν εκπέμψουμε ήχο σε αυτή τη συχνότητα, τότε το ποτήρι θα ταλαντεύεται με μέγιστο πλάτος μέχρι που το πλάτος θα γίνει πολύ μεγάλο για τις αντοχές του γυαλιού και το ποτήρι θα σπάσει.

Σύμφωνα με το φαινόμενο του συντονισμού δημιουργείται μη αμελητέο πλάτος από σχετικά μικρή, αλλά διαρκή προσφορά ενέργειας. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται στο συντονισμό μιας ηλεκτρονικής συσκευής σε συγκεκριμένη συχνότητα ραδιοκυμάτων. Τα κυκλώματα που εκπέμπουν και λαμβάνουν ηλεκτρομαγνητικά σήματα είναι ηλεκτρονικοί ταλαντωτές με δυνατότητα μεταβολής της ιδιοσυχνότητά τους. Το σήμα που λαμβάνεται πιο ισχυρά, άρα και αυτό που τελικά λαμβάνεται, είναι αυτό που εκπέμπεται στην ιδιοσυχνότητα του δέκτη. Έτσι, μπορούμε, μεταβάλλοντας την ιδιοσυχνότητα του δέκτη, να επιλέξουμε την επιθυμητή ιδιοσυχνότητα.

Πρακτικές Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πρακτική εφαρμογή αυτού έχουμε στην περίπτωση που:

  • Ηχείο βρίσκεται κοντά σε ποτήρι (άδειο ή με υγρό). Εαν τύχει η συχνότητα της μουσικής που εκπέμπει το ηχείο να ισούται με την ιδιοσυχνότητα του ποτηριού, τότε τα χείλη του ποτηριού ταλαντώνονται με το μέγιστο πλάτος και το ποτήρι σπάει.
  • Παρομοίως, εαν τύχει η ένταση του αέρα που φυσάει σε μια γέφυρα να ισούται με την ιδιοσυχνότητα της γέφυρας, τότε αυτή με τον ίδιο ακριβώς τρόπο ταλαντώνεται με το μέγιστο πλάτος και η πιθανότητα να καταρρεύσει είναι της τάξης του 100%, αν το φαινόμενο είναι συνεχόμενο / διαρκείς.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ΄ Τάξης Γενικού Λυκείου, ΟΕΔΒ, έκδοση Η΄, Αθήνα 2008, ISBN 960-06-1154-8