Spřažená kyvadla: oscilátor a rezonátor

22. červen 2010 | 06.00 |

kyvadlaSpojíme-li dvě kyvadla (závaží na niti) navzájem třeba nití, která představuje mezi nimi takzvanou vazbu, dostaneme spřažené (vázané oscilátory). Jeden z nich je zdrojem nuceného kmitání (oscilátor) a druhý (rezonátor) se postupně působením zdroje kmitání rozkmitává. Při kmitání oscilátoru se vazbou přenáší energie z oscilátoru na rezonátor a obráceně. Kmity, které tyto oscilátory vykonávají, se nazývají vázané kmity.

Průběh kmitání je následující. Po rozkmitání oscilátoru se v důsledku vazby postupně zmenšuje amplituda jeho výchylky a současně se zvětšuje amplituda výchylky rezonátoru. Když rezonátor dosáhne největší amplitudy výchylky, oscilátor se zcela zastaví. Tento děj se periodicky opakuje,  mezi rezonátorem a oscilátorem dochází k výměně energie v důsledku zákona zachování energie. Pokud by nedocházelo ke ztrátám energie, mohl by celý děj pokračovat neustále.

Mezi oscilátory rozlišujeme 2 druhy vazby: volná vazba je příčinou malého vzájemného působení oscilátoru a rezonátoru, při které energie z oscilátoru na rezonátor přechází poměrně dlouho. Při těsné vazbě je vzájemné působení silné a energie se přenáší z jednoho kyvadla na druhé rychleji.

U vázaných oscilátorů dochází k rázům, jejichž příčinou nejsou rozdílné frekvence jednotlivých oscilátorů, ale existence vazby. Platí, že při těsnější vazbě jsou rázy častější, neboť dochází k rychlejšímu přenosu energie mezi oscilátory.

Odpor prostředí a tření závěsech rezonátoru a oscilátoru jsou příčinou postupného zmenšování výchylek obou kyvadel a utlumení kmitání.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2 (2x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře