Resonantiegedrag

Resonantiegedrag, of kortweg resonantie, is een natuurkundig verschijnsel waarbij een systeem met een natuurlijke frequentie een versterkte reactie vertoont wanneer het wordt blootgesteld aan een externe kracht die oscilleert met een frequentie die dicht bij die natuurlijke frequentie ligt. Deze natuurlijke frequentie, ook wel eigenfrequentie genoemd, is de frequentie waarmee een systeem spontaan zou trillen als het eenmaal uit zijn rustpositie wordt gebracht.

Wanneer de frequentie van de externe kracht overeenkomt met de eigenfrequentie van het systeem, worden kleine aangelegde trillingen efficiënt overgedragen naar het systeem. Hierdoor neemt de amplitude van de trillingen snel toe, soms tot gevaarlijke proporties. Dit kan leiden tot aanzienlijke beweging of zelfs structurele schade.

Een bekend voorbeeld van resonantie is de demonstratie met een stemvork en een geluid van dezelfde toon. Als de stemvork wordt aangeslagen, zal deze trillen met zijn eigenfrequentie. Als er een geluidsgolf met precies die frequentie in de buurt is, zal de stemvork mee gaan trillen, zonder dat de geluidsgolf direct de stemvork heeft aangeraakt.

Resonantie komt voor in veel gebieden van de natuurkunde en techniek. In de akoestiek kan resonantie de klank van muziekinstrumenten versterken. In de civiele techniek is het belangrijk om rekening te houden met resonantie bij het ontwerpen van bruggen en gebouwen om te voorkomen dat ze instorten door externe trillingen, zoals wind of aardbevingen. Elektrische circuits vertonen ook resonantie, wat gebruikt wordt in afstemcircuits voor radio's en televisies. Het is een fundamenteel concept voor het begrijpen van de dynamische respons van systemen.