Buzené kmity (rezonance)

Horní část pružiny (červené kolečko) je rozkmitávána - např. rukou - kmitavým pohybem, který považujeme za harmonický. To znamená, že je možné popisovat pohyb harmonickou funkcí (sinus nebo kosinis). Takto vzniklé oscilace oscilátoru nazýváme jako tzv. buzené kmity.

Tlačítko "Reset" nastaví pružinu do počáteční pozice. Druhým tlačítkem můžete simulaci spustit a nebo zastavit. Zvolíte-li možnost "Zpomaleně", zpomalí se celá simulace desetkrát. Lze též měnit základní parametry systému jako jsou tuhost pružiny, hmotnost závaží, koeficient tlumení a úhlová frekvence. Výsledky můžete zobrazovat v jednom ze tří diagramů:

• Závislost okamžité výchylky oscilátoru a budící síly na čase
• Závislost amplitudy buzených kmitů na budící úhlové frekveci
• Závislost vzájemné fáze budících a buzených kmitů v závislosti na úhlové frekvenci.

Vcelku zde můžeme pozorovat tři různé druhy chování:

1. Jestliže je budící frekvence velmi malá, oscilátor kmitá téměř synchronně s budícím kmitáním a i amplituda je téměř stejná.
2. Budící kmitání kmitá se stejnou frekvencí jako jsou vlastní kmity buzeného oscilátoru. Amplituda kmitů je silně zesílena (rezonance) a fáze buzených kmitů je o čtvrt periody posunutá vůči kmitání budícímu.
3. Budící frekvence je vysoká, oscilátor kmitá s velmi malou amplitudou a téměř s opačnou fází.

Jestliže je koeficient tlumení velmi malý, budou se značně projevovat přechodové stavy, proto vždy musíme nějaký čas počkat, než se v tomto případě situace ustálí a dojde k výše zmíněnému výraznému chování.

Pozn.:
Tato animace je založena na vzorcích a rovnicích, které pro nematematiky vypadají poněkud komplikovaně. Jestliže zrovna nemáte rádi matematiku, asi byste ani neměli klikat na tento dokaz.