การแกว่งแบบถูกบังคับ (เรโซแนนซ์)

ด้านบนของลูกตุ้มสปริง (วงกลมสีแดง) ถูกบังคับให้เคลื่อนที่กลับไปกลับมา เช่นด้วยมือ ให้เป็นจังหวะซึ่งหมายถึงการเคลื่อนที่ที่อธิบายได้ด้วยฟังก์ชันโคซายน์ การแกว่งแบบนี้เรียกว่าการแกว่งแบบถูกบังคับ

ปุ่ม "Reset" จะนำวัตถุกลับไปที่ตำแหน่งเริ่มต้น
ปุ่ม "Start" จะเริ่มต้นการแสดง
ปุ่ม "Pause/Resume" จะหยุดการแสดงชั่วคราวหรือแสดงต่อ
ถ้าเลือกเงื่อนไข "Slow motion"การเคลื่อนที่จะช้าลง 5 เท่า

ค่าที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ภายในขอบเขตที่กำหนดคือ ค่าคงตัวของสปริง (Spring constant) มวล (Mass) ค่าความหน่วง (Attenuation) และความถี่เชิงมุมของแรงบังคับ (Angular frequency)

นอกจากนี้ยังสามารถเลือกดูแผนภาพที่สนใจได้จากปุ่มที่กำหนด 3 ปุ่มคือ :

ในภาพรวมจะพบคุณลักษณะของการแกว่งที่แตกต่างกัน 3 แบบคือ :

ถ้าความถี่ของแรงบังคับมีค่าต่ำมาก (วงกลมสีแดงด้านบนเคลื่อนที่ช้ามาก) ลูกตุ้มจะแกว่งเกือบจะเข้าจังหวะกับแรงบังคับด้วยแอมปลิจูดที่เกือบเท่ากัน

ถ้าความถี่ของแรงบังคับมีค่าใกล้เคียงกับความถี่ตามธรรมชาติของการแกว่งของลูกตุ้มสปริง การแกว่างจะมีแอมปลิจูดสูงมาก (เกิดเรโซแนนซ์) ในกรณีนี้การแกว่งของลูกตุ้มจะตามหลังการแกว่งของแรงบังคับอยู่ประมาณหนึ่งในสี่ของคาบการแกว่ง

ถ้าความถี่ของแรงบังคับมีค่าสูงมาก การแกว่งจะมีแอมปลิจูดต่ำมากและมีเฟสเกือบจะตรงข้ามกับแรงบังคับ

ถ้าค่าความหน่วงต่ำมาก สภาวะชั่วคราว (transient state) จะคงอยู่เป็นเวลานานก่อนที่จะสังเกตเห็นคุณลักษณะข้างต้นในสภาวะคงตัว (steady state)

โปรแกรมนี้มีการคำนวณค่อนข้างซับซ้อน คลิกที่นี่เพื่อดูสูตรคณิตศาสตร์.

 

 
Physics
Physics Applets
(ภาษาไทย)

URL: http://www.walter-fendt.de/ph14th/resonance_th.htm
© Walter Fendt, September 9, 1998
Last modification: December 27, 2002
ผู้แปลและเรียบเรียง : นิรมล ปีตะนีละผลิน