Risonanza (fisica)

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

La risonanza è una condizione fisica che si verifica quando un sistema oscillante forzato viene sottoposto a sollecitazione periodica di frequenza pari all'oscillazione propria del sistema stesso.

Definizione[modifica | modifica wikitesto]

Nel 1665 il fisico e matematico olandese Christian Huygens, tra i primi a postulare la teoria ondulatoria della luce, osservo' che, disponendo a fianco e sulla stessa parete due pendoli, questi tendevano a sintonizzare il proprio movimento oscillatorio, quasi che "volessero assumere lo stesso ritmo". Dai suoi studi deriva quel fenomeno che oggi 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 aumento significativo dell'ampiezza delle oscillazioni, che corrisponde 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 muove 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 inverte la direzione del moto dell'altalena, questa raggiungerà un'altezza maggiore ad ogni spinta. Il valore che deve avere la spinta dipende dalle proprietà del risonatore. 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 oscillazioni indotte al sistema si ha quando la frequenza di sollecitazione è leggermente minore della frequenza propria. Tuttavia tale differenza diminuisce col diminuire del coefficiente di smorzamento. Infatti la pulsazione che genera un'ampiezza massima è: \omega_M=\sqrt{\omega_0^2-{\gamma^2 \over 2}}\ <\omega_0, dove \omega_0 è la pulsazione propria del sistema, e \gamma è il coefficiente di smorzamento. Questo avviene solo nel caso che sussista la disuguaglianza \omega_0>{\gamma\over 2} (smorzamenti 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 frequenza, 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 risonanza dell'acqua non è la frequenza di funzionamento dei forni a microonde (2,4GHz) ma è ben più alta.

Esempi del fenomeno di risonanza[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica I (Meccanica e Termodinamica), 3ª ed., ISBN 88-207-1493-0, Liguori Editore, 1996.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

  • In questo sito sono mostrati alcuni video relativi a vari fenomeni di risonanza.
Meccanica Portale Meccanica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di Meccanica