Jak exponát vypadá
Jak exponát vypadá: 
Autor textu
Autor textu: 
Exponát má na starosti
Exponát má na starosti: 
O čem je tento exponát
O čem je tento exponát: 
Jak často musíte strčit do houpačky, abyste jí rozhoupali? Jednou za minutu? Jednou za sekundu? Když najdete správný čas, objevíte, co ve fyzice doopravdy znamená slovo "rezonance". U nás si můžete rezonanci vyzkoušet na kovových prstencích, do kterých "strká" reproduktor.
Když dorazí vojenský útvar k mostu, dostanou vojáci rozkaz „Zrušit krok“. Jak souvisí tento rozkaz s exponátem?

Teorie

Společnou vlastností obou jevů je rezonance. Pojem rezonance si objasníme pokusem. Na vlákno napjaté mezi dvěma stojany zavěsíme několik kyvadel různé délky. Jestliže kyvadlo A rozkmitáme, rozkmitá se výrazně jen stejně dlouhé kyvadlo D. Výchylka ostatních kyvadel je malá nebo se nerozkmitají vůbec. Kyvadla A a D jsou v rezonanci.


Vznik rezonance.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Pokus svědčí o tom, že kyvadlo A předalo svoji energii kyvadlu D. Příčinou přenosu energie je vazba mezi kyvadly, která je v našem případě uskutečněna spojovacím vláknem.

O rezonanci můžeme obecně říct, že pokud je frekvence dvou zdrojů kmitání různá, tak k rezonanci nedojde. Pokud je ale téměř stejná, začne se amplituda kmitů zvětšovat. Největší je při stejných frekvencích.

Při rezonanci dochází k největšímu přenosu mechanické energie na oscilátor. Proto lze při rezonanci vyvolat i poměrně malou vnější silou velké amplitudy – např. malou silou rozhoupeme i velmi těžký zvon, budeme–li tahat za lano od zvonu v pravidelných časových intervalech, odpovídajících frekvenci jeho vlastního kmitání.

Zajímavost z akustiky:
Velký význam má rezonance u hudebních nástrojů a v reprodukční zvukové technice. Např. mechanické kmitání strun kytary se přenáší na celé tělo kytary, které pak rezonuje v širokém intervalu frekvencí, čímž zesiluje zvuk. Stejnou funkci mají těla ostatních strunných hudebních nástrojů. Zvuky reprodukované hudby jsou výrazně zesilovány bednami v nichž jsou zabudované reproduktorové soustavy. Mnohem větší praktický význam má rezonance elektrických kmitů, na níž je založena většina zařízení pro bezdrátovou komunikaci (rádio, vysílačky apod.).
Zajímavost z techniky:
Závažný dopad má rezonanční kmitání mostů a vysokých budov, které vzniká větry a zemětřeseními. Rezonanci velkých budov se věnuje velká pozornost od zřícení mostu Tacoma Narrows Bridge 7. listopadu 1940.

Záznam zřícení mostu.
Nové velké budovy jsou konstruovány s ohledem na rezonanci a starší budovy (most Golden Gate Bridge) byly dodatečně modifikovány. Budovy se např. konstruují tak, aby se vlastní frekvence kmitů jejich úseků lišily a nedocházelo k rozkmitání velkých celků, komponují se do nich statické pohlcovače kmitů. V roce 1850 způsobila rezonance dokonce zřícení celého mostu v jednom francouzském městě. Po mostě tehdy pochodovala vojenská jednotka a její pravidelný krok byl v rezonanci s vlastní frekvencí kmitání mostu. Vojáci svým krokem rozhoupali most natolik, že to jeho konstrukce nevydržela a praskla. Zahynulo přitom 219 lidí.
V technické praxi se přihlíží k rezonanci i při konstrukci strojů a jejich podstavců, trupů letadel, které by se mohly dostat do rezonance s kmitáním vyvolaným chodem motorů apod. Při konstrukci turbín se používají tzv. pružné hřídele. Jakmile se turbína roztáčí, existuje tzv. kritická hodnota otáček, při kterých dochází k rezonanci s vlastními kmity turbíny (tj. kmity, kdy turbína bude volně upevněna a rozkmitána). Proto je nutné rychle zvýšit otáčky přes tuto hodnotu.
Autor textu
Autor textu: 
Tento text se týká exponátu
Tento text se týká exponátu: 
Uvedený exponát je součástí expozice
Uvedený exponát je součástí expozice: 
Odborným garantem této expozice je
Odborným garantem této expozice je: 

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.