Budené kmity (rezonancia)

Horná čsť pružiny (červené koliečko) je rozkmitávaná - napr. rukou - kmitavým pohybom, ktorý považujeme za harmonický. To znamená, že je možné popisovať pohyb harmonickou funkciou (sinus alebo kosinus). Takto vytvorené oscilácie oscilátora nazýváme  budené kmity.

Tlačidlo "Reset" nastaví pružinu do počiatočnej pozície. Druhým tlačidlom môžete simuláciu spustiť alebo zastaviť. Ak zvolíte možnosť "Spomalenie", spomalí sa celá simulácia desaťkrát. Možno tiež meniť základné parametre systému ako sú tuhosť pružiny, hmotnosť závažia, koeficient tlmenia a uhlovú frekvenciu. Výsledky môžete zobrazovať v jednom z troch diagramov:

Prehliadač nepodporuje HTML5-Canvas!

Vcelku tu môžeme pozorovať tri rôzne druhy chovania:

  1. Ak je budiaca frekvencia veľmi malá, oscilátor kmitá takmer synchrónne s budiacim kmitaním aj  amplitúda je takmer rovnaká.
  2. Budiace kmitanie kmitá s rovnakou frekvenciou ako sú vlastné kmity budeného oscilátora. Amplitúda kmitov je veľmi zosilnená (rezonancia) a fáza budených kmitov je o štvrť periódy posunutá voči kmitaniu budiacemu.
  3. Budiaca frekvencia je vysoká, oscilátor kmitá s veľmi malou amplitúdou a takmer s opačnou fázou.

Ak je koeficient tlmenia veľmi malý, budú sa výrazne prejavovať prechodové stavy, preto vždy musíme istý čas počkať, než sa v tomto prípade situácia ustáli a príde k vyššie zmienenému výraznému chovaniu.

Pozn.:
Táto animácia je založená na vzorcoch a rovniciach, ktoré pre nematematikov vyzerajú trocha komplikovane. Ak zrovna nemáte radi matematiku, asi by ste ani nemali klikať na tento odkaz.