Risonanza (fisica)
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Risonanza (fisica) La risonanza è una condizione fisica che si verifica quan- do un sistema oscillante forzato viene sottoposto a sol- lecitazione periodica di frequenza pari all'oscillazione propria del sistema stesso. 1 Definizione Nel 1665 il fisico e matematico olandese Christian Huy- gens, tra i primi a postulare la teoria ondulatoria della lu- ce, osservo' che, disponendo a fianco e sulla stessa pare- te due pendoli, questi tendevano a sintonizzare il proprio movimento oscillatorio, quasi che “volessero assumere lo stesso ritmo”. Dai suoi studi deriva quel fenomeno che og- gi chiamiamo 'risonanza'. Nel caso dei due pendoli, si dice che uno fa risuonare l'altro alla propria frequenza. Allo stesso modo e per lo stesso principio, se si percuote un diapason, che produce onde alla frequenza fissa di 440 Hz, e lo si pone vicino a un secondo diapason 'silenzioso', dopo un breve intervallo quest'ultimo comincia anch'esso a vibrare. Un fenomeno di risonanza provoca in genere un aumen- to significativo dell'ampiezza delle oscillazioni, che cor- risponde ad un notevole accumulo di energia all'interno del sistema sollecitato. In un fenomeno di risonanza, un sistema interagisce con una forza periodica esterna, che corrisponde a una certa quantità di energia trasmessa e ad un corpo che si muo- ve con moto armonico. Un esempio è quello del ragazzo seduto nell'altalena, dove abbiamo: l'eccitatore (ragazzo che spinge) e il sistema altalena+ragazzo (risonatore). Se la spinta è di una certa entità, nel punto in cui si inver- te la direzione del moto dell'altalena, questa raggiunge- rà un'altezza maggiore ad ogni spinta. Il valore che de- ve avere la spinta dipende dalle proprietà del risonato- re. L'eccitatore e il risonatore si dicono in sincronismo. La risonanza può arrivare a distruggere il sistema per l'eccessivo accumulo energetico. Nei sistemi smorzati da attrito viscoso (quindi in genere tutti gli oscillatori reali) la massima ampiezza delle oscil- lazioni indotte al sistema si ha quando la frequenza di sollecitazione è leggermente minore della frequenza pro- pria. Tuttavia tale differenza diminuisce col diminuire del coefficiente di smorzamento. Infatti la pulsazione che ge- nera un'ampiezza massima è: ω M = √ ω 2 0 - γ 2 2 <ω 0 , dove ω 0 è la pulsazione propria del sistema, e γ è il coefficiente di smorzamento. Questo avviene solo nel caso che sussista la disuguaglianza ω 0 > γ 2 (smorza- menti deboli). Diversamente la condizione di risonanza non genera alcun massimo di ampiezza al variare della sollecitazione esterna. Spesso per condizione di risonanza si intende proprio quando la frequenza di sollecitazione è quella che genera la massima ampiezza di oscillazione del sistema. Un corpo capace di vibrare con una determinata frequen- za, se viene investito da un’onda della stessa frequenza inizia a vibrare, ma tutti gli altri no. Contrariamente a quanto si pensa, la frequenza di riso- nanza dell'acqua non è la frequenza di funzionamento dei forni a microonde (2,4GHz) ma è ben più alta. 2 Esempi del fenomeno di risonan- za • Risonanza armonica: si manifesta nel moto armo- nico forzato senza e con smorzamento, in siste- mi reali come molla o pendolo matematico a pic- cole oscillazioni, entrambi sotto l'azione di forze cicliche. • Risonanza parametrica: si manifesta nel moto pa- rametrico, in sistemi reali come l'altalena e i paramps • Risonanza acustica: si manifesta nei sistemi acustici • Risonanza di Helmholtz: fenomeno di risonanza acustica dell'aria in una cavità • Risonanza elettrica: si manifesta nei circuiti elettrici • Risonanza Schumann: riguarda il pianeta Terra 3 Bibliografia • C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica I (Meccani- ca e Termodinamica), 3ª ed., ISBN 88-207-1493-0, Liguori Editore, 1996. 4 Voci correlate • Oscillatore elettrico • Oscillatore armonico 1
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Risonanza (sica)
La risonanza una condizione sica che si verica quan-do un sistema oscillante forzato viene sottoposto a sol-lecitazione periodica di frequenza pari all'oscillazionepropria del sistema stesso.
1 DenizioneNel 1665 il sico e matematico olandese Christian Huy-gens, tra i primi a postulare la teoria ondulatoria della lu-ce, osservo' che, disponendo a anco e sulla stessa pare-te due pendoli, questi tendevano a sintonizzare il propriomovimento oscillatorio, quasi che volessero assumere lostesso ritmo. Dai suoi studi deriva quel fenomeno che og-gi chiamiamo 'risonanza'. Nel caso dei due pendoli, sidice che uno fa risuonare l'altro alla propria frequenza.Allo stesso modo e per lo stesso principio, se si percuoteun diapason, che produce onde alla frequenza ssa di 440Hz, e lo si pone vicino a un secondo diapason 'silenzioso',dopo un breve intervallo quest'ultimo comincia anch'essoa vibrare.Un fenomeno di risonanza provoca in genere un aumen-to signicativo dell'ampiezza delle oscillazioni, che cor-risponde ad un notevole accumulo di energia all'internodel sistema sollecitato.In un fenomeno di risonanza, un sistema interagisce conuna forza periodica esterna, che corrisponde a una certaquantit di energia trasmessa e ad un corpo che si muo-ve con moto armonico. Un esempio quello del ragazzoseduto nell'altalena, dove abbiamo: l'eccitatore (ragazzoche spinge) e il sistema altalena+ragazzo (risonatore). Sela spinta di una certa entit, nel punto in cui si inver-te la direzione del moto dell'altalena, questa raggiunge-r un'altezza maggiore ad ogni spinta. Il valore che de-ve avere la spinta dipende dalle propriet del risonato-re. L'eccitatore e il risonatore si dicono in sincronismo.La risonanza pu arrivare a distruggere il sistema perl'eccessivo accumulo energetico.Nei sistemi smorzati da attrito viscoso (quindi in generetutti gli oscillatori reali) la massima ampiezza delle oscil-lazioni indotte al sistema si ha quando la frequenza disollecitazione leggermente minore della frequenza pro-pria. Tuttavia tale dierenza diminuisce col diminuire delcoeciente di smorzamento. Infatti la pulsazione che ge-nera un'ampiezza massima : !M =
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2 < !0, dove !0 la pulsazione propria del sistema, e il coeciente di smorzamento. Questo avviene solo nelcaso che sussista la disuguaglianza !0 > 2 (smorza-
menti deboli). Diversamente la condizione di risonanzanon genera alcun massimo di ampiezza al variare dellasollecitazione esterna.Spesso per condizione di risonanza si intende proprioquando la frequenza di sollecitazione quella che generala massima ampiezza di oscillazione del sistema.Un corpo capace di vibrare con una determinata frequen-za, se viene investito da unonda della stessa frequenzainizia a vibrare, ma tutti gli altri no.Contrariamente a quanto si pensa, la frequenza di riso-nanza dell'acqua non la frequenza di funzionamento deiforni a microonde (2,4GHz) ma ben pi alta.
2 Esempi del fenomeno di risonan-za
Risonanza armonica: si manifesta nel moto armo-nico forzato senza e con smorzamento, in siste-mi reali come molla o pendolo matematico a pic-cole oscillazioni, entrambi sotto l'azione di forzecicliche.
Risonanza parametrica: si manifesta nel moto pa-rametrico, in sistemi reali come l'altalena e iparamps
Risonanza acustica: si manifesta nei sistemi acustici Risonanza di Helmholtz: fenomeno di risonanzaacustica dell'aria in una cavit
Risonanza elettrica: si manifesta nei circuiti elettrici Risonanza Schumann: riguarda il pianeta Terra
3 Bibliograa C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica I (Meccani-ca e Termodinamica), 3 ed., ISBN 88-207-1493-0,Liguori Editore, 1996.
4 Voci correlate Oscillatore elettrico Oscillatore armonico
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2 6 COLLEGAMENTI ESTERNI
Oscillatore armonico quantistico Teoria delle piccole oscillazioni Molla
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Risonanza (sica) Fonte: http://it.wikipedia.org/wiki/Risonanza%20(fisica)?oldid=70328696 Contributori: Hellis, Retaggio, Progettuali-ta, Biopresto, Sandr0, YurikBot, MitRouting, SunBot, WinstonSmith, Chlewbot, Eumolpo, Wiso, Carlone83, Thijs!bot, Escarbot, .ana-condabot, JAnDbot, TekBot, Ysogo, Rei-bot, TXiKiBoT, VolkovBot, Abbot, DonaWiki, Idioma-bot, Sebarm86, Poeta60, Formica rufa,DorganBot, Phantomas, WikiBotas, Buggia, ^musaz, SilvonenBot, Poldo328, LaaknorBot, Luckas-bot, MystBot, ArthurBot, Xqbot, Au-shulzBot, RibotBOT, GrouchoBot, EmausBot, Shivanarayana, ChuispastonBot, WikitanvirBot, Mattte, MerlIwBot, Makecat-bot, Botcrux,Addbot, Anast88 e Anonimo: 16
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