5.2 - Pelembapan dan Resonans

Frekuensi Asli dan Pelembapan

• Frekuensi asli ialah frekuensi ayunan bebas suatu sistem yang disesar tanpa daya luar yang memacu ayunan.
• Pelembapan ialah pengurangan amplitud ayunan akibat kehilangan tenaga. Amplitud berkurang dengan masa sehingga ayunan berhenti.
• Graf sesaran–masa mempunyai puncak yang semakin kecil. Graf amplitud–masa menurun dengan masa; frekuensi ayunan kekal malar dalam sistem terlembap yang ditunjukkan.

Punca	Kehilangan tenaga
Pelembapan luaran	Tenaga digunakan untuk mengatasi geseran atau rintangan udara.
Pelembapan dalaman	Tenaga hilang melalui renggangan dan mampatan zarah yang bergetar dalam sistem.

• Bandul ringkas mengalami pelembapan luaran yang ketara dan pelembapan dalaman yang tidak ketara. Kedua-duanya ketara bagi spring yang bergetar.
• Dalam demonstrasi bandul berisi gula pasir, lebar corak gula yang semakin kecil menunjukkan amplitud yang berkurang.

Ayunan Paksa dan Resonans

• Daya berkala bertindak pada sela masa tertentu dan bukan secara berterusan.
• Daya luar berkala membekalkan tenaga untuk menggantikan tenaga yang hilang akibat pelembapan, lalu menghasilkan ayunan paksa.
• Resonans berlaku apabila frekuensi daya berkala yang dikenakan sama dengan frekuensi asli sistem. Sistem berayun pada frekuensi aslinya dengan amplitud maksimum.
• Dua tala bunyi berfrekuensi sama: ketukan pada tala bunyi P memindahkan tenaga kepada tala bunyi Q. Tala bunyi Q beresonans dan menghasilkan bunyi tanpa diketuk.
• Bandul Barton: ayunan ladung loyang X memindahkan tenaga kepada bandul lain. Bandul C yang sama panjang dan mempunyai frekuensi asli yang sama dengan X beresonans dengan amplitud paling besar.

Kesan dalam Kehidupan Harian

• Resonans digunakan dalam penalaan alat muzik.
• Angin kencang menyebabkan ayunan besar pada Jambatan Tacoma Narrows, yang runtuh pada tahun 1940.
• London Millennium Footbridge, yang dibuka pada Jun 2000, mengalami ayunan luar jangka apabila kira-kira 2 000 pejalan kaki melaluinya.