Svingninger og resonans: teori og forsøg

Der findes mange forskellige former for svingninger. Der er pendulsvingninger, fjedersvingninger, molekylebevægelse i faste stoffer og lydsvingninger. En svingning er når fx et lod svinger fra yderstilling til yderstilling og tilbage igen. Svingningstiden (T) er den tid det tager for at udføre en svingning. Svingningstiden beregnes i antal sekunder pr. svingning. Den nemmeste måde at finde ud af hvad svingningstiden er, at måle tiden for 10 svingninger også dividerer den fundne tid med 10. Udsvingets størrelse kaldes amplituden. Amplituden er mellem yderstilling og hvilestilling. En dæmpet svingning sker når amplituden aftager og farten sænkes, og til sidst vil loddet ikke længere svinge. Yderstilling er når loddet ikke kan svinge længere ud, hvor derimod hvilestilling er når loddet hænger lodret ned. Man kan kun ændre svingningstiden, hvis man ændre snorlængden. Jo kortere snoren er desto mindre er svingningstiden. Potentiel energi er beliggenheds energi hvor kinetisk energi er bevægelses energi. Potentiel energi er størst i yderstillingerne hvor kinetisk er størst i hvilestilling. Der både potentiel og kinetisk energi mellem yderstillling og hvilestilling. I et svingende system vil energien veksle mellem kinetisk energi og potentiel energi. Hvis man giver loddet et lille skub, får det mere kinetisk energi. Det forandre ikke svingningstiden, men loddets amplitude bliver større – det betyder, loddets potentielle energi bliver større. Ved gnidning omsættes pendulets kinetiske energi lige så stille til varm energi i pendulet og i den omgivende luft. Frekvens er et mål for hvor hurtigt regelmæssige gentagelser af noget forekommer. I ”fysikkens verden” er frekvens det omvendte af svingningstiden. I stedet for at sige, hvor mange antal sekunder pr. svingning tager, er det nu hvor mange antal svingninger der er på pr. sekund Man finder frekvensen i et pendul ved at dividere 1 med den fundne svingningstid. Når frekvens gøres større, bliver svingningstiden samtidig mindre og omvendt. Det kaldes omvendt proportionale:( formel= 1/T). Fx i et penduls svingningstid (T) 5sekunder, så bliver frekvensen f = 1/5 = 0,2 Hz. Alting har en egenfrekvens, dvs. alting har en frekvens. Selvom et pendul er ved at gå i stå på grund af luft modstanden, har den stadig den samme frekvens og man kan bare tilføre den noget nyt energi, sådan at svingningerne går i gang igen.