การสั่นพ้อง (Resonance)
การสั่นพ้องคือการที่วัตถุสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติโดยแอมปลิจูดของการสั่นมากขึ้นเรื่อยๆ ถ้าเป็นคลื่นเสียงก็จะทำให้เสียงดังมากขึ้น จนอาจทำให้วัตถุเสียหายได้ หรือเกิดความรำคาญได้ การสั่นพ้องเกิดขึ้นได้ 2 แบบคือ
1. การสั่นพ้องด้วยแรง หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการออกแรงกระทำกับวัตถุเป็นจังหวะที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุเป็นเวลานาน
เมื่อลมพัดที่ความเร็วคงตัวค่าหนึ่งเป็นเวลานาน ซึ่งแรงลมพอดีกับความถี่ธรรมชาติของสะพาน
ทำให้สะพานเกิดการสั่นพ้อง แอมปลิจูดของการสั่นที่มากขึ้นทำให้สะพานขาด2. การสั่นพ้องด้วยคลื่น หมายถึงการสั่นพ้องที่เกิดขึ้นโดยการส่งคลื่นที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุกระทบกับวัตถุเป็นเวลานาน ดูตัวอย่างเพิ่มเติมในเรื่องการสั่นพ้องของเสียง
ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency)
เมื่อทำให้วัตถุสั่นหรือแกว่งอย่างอิสระ วัตถุจะสั่นหรือแกว่งด้วยความถี่คงที่ค่าหนึ่ง ซึ่งเรียกความถี่นี้ว่า “ความถี่ธรรมชาติ”
1. ความถี่ธรรมชาติในการแกว่งของลูกตุ้ม
รูป การแกว่งของลูกตุ้ม
2. ความถี่ธรรมชาติในการสั่นของมวลติดสปริง
รูป แสดงการสั่นของมวลติดสปริง
3. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเส้นเชือกที่ขึงตึง
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในเส้นเชือก ที่ขึงตึง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามยาวคลื่นได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ 
เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n เนื่องจากอัตราเร็วคลื่นในเส้นเชือกมีค่าขึ้นอยู่กับความตึงเชือก T และมวลต่อหน่วยความยาว μ
ดังนั้นจึงเขียนได้ว่า 
4. ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของลำอากาศในท่อ
4.1 ท่อปลายปิดข้างหนึ่ง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายปิดจะเป็นตำแหน่งบัพ(ของการกระจัด) ปลายเปิดจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อปิดด้านหนึ่ง ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 3, 5, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ 
4.2 ท่อปลายเปิดสองข้าง เมื่ออากาศในท่อสั่นตามยาว โดยอิสระจะเกิดคลื่นนิ่งขึ่นในท่อ ปลายเปิดทั้งสองข้างจะเป็นตำแหน่งปฎิบัพ(ของการกระจัด) ดังนั้น ถ้าท่อยาว L
รูป แสดงจำนวนลูปของคลื่นนิ่งในท่อเปิดสองด้าน ยาว L จะสามารถเกิดคลื่นนิ่งที่มีตวามถี่ได้หลายค่า หรือเขียน เป็นสมการความสัมพันธ์ ได้ว่า
เมื่อ n = 1, 2, 3, ….. ความถี่ เรียกว่า ฮาร์มอนิกที่ n และ v เป็นอัตราเร็วของเสียงในอากาศขณะนั้นซึ่งมีค่าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คือ 
รูป แสดงการสั่นที่ความถี่ธรรมชาติของแผ่นบางรูปวงกลม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น