ظاهرة الرنين

1. التقديم التجريبي للظاهرة

جهاز تجريبي نموذجي: المُهتز – الرنان

• المُهتز ( المثير) : نظام خارجي يُطبق قوة دورية ( مثل محرّك، هزاز، أو مولّد إشارات).

• الرنان : نظام قادر على الاهتزاز الحر ( مثل رقّاص، نابض مع كتلة، وتر مشدود...).

• عندما نُطبّق قوة جيبية ( دورية) على نظام قابل للاهتزاز، يستجيب النظام بـ اهتزاز قسري .

سعة وتردد الاهتزازات

• تعتمد سعة الاهتزاز على تردد القوة المطبقة :

  • إذا كان التردد بعيدًا عن التردد الطبيعي للنظام، تكون السعة ضعيفة.

  • عندما يكون التردد قريبًا من التردد الطبيعي ، تزداد السعة بشكل كبير : هذا هو الرنين .

• يكون تردد الاهتزاز القسري مساوياً لتردد القوة المطبقة.

تأثير الخمود ( الاحتكاك)

• يعمل الخمود ( مثل الاحتكاك أو مقاومة الهواء) على تحديد الحد الأقصى للسعة .

• في نظام ضعيف الخمود ، يظهر الرنين بشكل حاد وواضح ( سعة كبيرة عند الرنين).

• في نظام قوي الخمود ، يكون الرنين أقل وضوحاً و أكثر تشتتاً .

2. أمثلة على الرنين الميكانيكي

التمثيل المبياني

• منحنى السعة مقابل التردد : يأخذ شكل جرس، ويُظهر قمة عند الرنين .

• يتأثر الشكل بدرجة التخميد : كلما زاد التخميد، قلّت القمة واتسعت.