När en oscillerande kraft appliceras på ett system kommer systemet att börja svänga med sin egenfrekvens. Svängningens amplitud kommer att öka tills energitillförseln till systemet är lika med energin som förloras till friktion och andra dämpningskrafter.
Resonans kan vara ett fördelaktigt eller skadligt fenomen, beroende på omständigheterna. Till exempel kan resonans användas för att förstärka ljud i musikinstrument och för att skapa vibrationer som kan användas för att driva maskiner. Men resonans kan också orsaka destruktiva vibrationer, som de som kan uppstå i broar och byggnader vid jordbävningar.
Här är en mer detaljerad förklaring av resonans:
När en oscillerande kraft appliceras på ett system, förskjuts systemets partiklar från sina jämviktspositioner. Partiklarna svänger sedan runt sina jämviktspositioner, och systemets energi överförs från en form till en annan.
När partiklarna svänger kolliderar de med varandra och med systemets gränser. Dessa kollisioner gör att systemet förlorar energi genom friktion och andra dämpande krafter. Hastigheten med vilken systemet förlorar energi är proportionell mot frekvensen av svängningen.
När frekvensen av den applicerade kraften är lika med systemets naturliga frekvens kommer systemet att ge resonans. Vid denna frekvens är ingångsenergin lika med energin som förloras till dämpningskrafter, och amplituden på svängningen kommer att fortsätta att öka tills systemet förstörs eller drivkraften avlägsnas.
Resonans kan vara ett fördelaktigt fenomen, beroende på omständigheterna. Till exempel kan resonans användas för att förstärka ljud i musikinstrument och för att skapa vibrationer som kan användas för att driva maskiner. Men resonans kan också orsaka destruktiva vibrationer, som de som kan uppstå i broar och byggnader vid jordbävningar.
Här är några exempel på resonans:
* Pendel: En pendel är ett enkelt exempel på ett system som kan ge resonans. När en pendel störs från sitt jämviktsläge kommer den att svänga med sin naturliga frekvens. En pendels naturliga frekvens bestäms av dess längd.
* Musikinstrument: Många musikinstrument, som fioler och gitarrer, använder resonans för att förstärka ljud. Strängarna på ett musikinstrument plockas eller böjs, och de resulterande vibrationerna får instrumentets kropp att resonera. Denna resonans förstärker ljudet av strängarna.
* Jordbävningar: Jordbävningar kan orsaka destruktiva vibrationer i broar och byggnader. Dessa vibrationer kan orsakas av strukturernas resonans med de seismiska vågorna som genereras av jordbävningen.
