Pendoli risonanti

Due pendoli con la stessa lunghezza sospesi a un supporto comune si spingeranno reciprocamente avanti e indietro per un fenomeno chiamato risonanza.

La risonanza è una condizione fisica molto diffusa in natura che si verifica in un sistema oscillante quando viene sottoposto a sollecitazioni periodiche di frequenza pari alla sua propria. Il risultato è un aumento significativo dell'ampiezza delle oscillazioni e un notevole accumulo di energia all'interno del sistema stesso. Spesso per “condizione di risonanza” si intende proprio quando la frequenza di sollecitazione è quella che genera la massima ampiezza di oscillazione del sistema.

La frequenza di risonanza di un pendolo dipende esclusivamente dalla sua lunghezza: più il filo è lungo, minore sarà la frequenza. Ogni volta che un pendolo oscilla trasmetterà una piccola spinta a tutti gli altri pendoli tramite il supporto comune. Solo, però, per il pendolo con la lunghezza uguale al primo la spinta avverrà esattamente in fase e piano piano comincerà a farlo oscillare.

I pendoli si comportano proprio come un bambino sull'altalena. Per andare sempre più in alto, il bambino sa che deve spingersi solo in un dato momento e sempre e solo in quello, cioè al termine di un periodo completo di oscillazione dell'altalena stessa.

Ogni oggetto fisico, dalla molecola al bicchiere, può essere considerato come un sistema oscillante con una specifica frequenza di vibrazione e se lo si sollecita con un impulso della stessa frequenza, esso risponde.

Ad esempio, nel forno a microonde solo gli alimenti si scaldano mentre il contenitore rimane freddo. Ciò avviene perché le microonde generate dai forni hanno una frequenza pari a quella di vibrazione delle molecole d'acqua, sostanza contenuta in larga percentuale nei cibi. Entrando, quindi, in risonanza, le molecole d'acqua si mettono a vibrare sempre di più. Questo corrisponde a un aumento della loro energia cinetica che a livello macroscopico si traduce in un aumento della temperatura dell'alimento. Al contrario, i contenitori, come la porcellana o il vetro, che non hanno la stessa frequenza di vibrazione, non risuoneranno e rimarranno freddi.

Le casse di risonanza degli strumenti musicali sono un altro esempio di risonanza. Quando si pizzicano le corde di una chitarra si producono onde stazionarie che vengono amplificate per risonanza nella pancia di questo strumento. L’abilità consiste nel costruire una cassa che venga messa in vibrazione da più frequenze, cioè da tutte le note prodotte dalla chitarra.

 

Two pendulums with same lenght suspended from a common support will swing back and forth if the support allows the motion of one pendulum to influence the motion of the other. Every pendulum has a natural or resonant frequency, which is the number of times it swings back and forth per second. The resonant frequency depends on the pendulum’s length. Longer pendulums have lower frequencies. Every time the first pendulum swings, it pulls on the connecting string and gives the second pendulum a small tug.

Since the two pendulums have the same length, the pulls of the first pendulum on the second occur exactly at the natural frequency of the second pendulum, so it (the second pendulum) begins to swing too. However, the second pendulum will swing slightly out of phase with the first one. When the first pendulum is at the height of its swing, the second pendulum is still somewhere in the middle of its swing.

As soon as the second pendulum starts to swing, it starts pulling back on the first pendulum. These pulls are timed so that the first pendulum slows down.

The pendulums repeatedly transfer the motion back and forth between them this way due to resonance.

In physics, resonance describes when a vibrating system or external force drives another system to oscillate with greater amplitude at a specific preferential frequency.

A familiar example is a playground swing, which acts as a pendulum. Pushing a person in a swing in time with the natural interval of the swing (its resonant frequency) makes the swing go higher and higher (maximum amplitude), while attempts to push the swing at a faster or slower tempo produce smaller arcs. This is because the energy the swing absorbs is maximized when the pushes are "in phase" with the swing's natural oscillations, while some of the swing's energy is actually extracted by the opposing force of the pushes when they are not.

 

Sala
Onde