Ringar i resonans

Därför rasar inte ALLA hus i en jordbävning

 

 

  

 

Den här anordningen visar hur olika stora och olika styva föremål reagerar när de utsätts för skakningar med olika frekvenser.

 

En bit kartong ca 10 cm x 30 cm

Ett papper i A3-format. Helst något styvare än vanligt kopieringspapper

Tejp

 

(15 minuter eller mindre)

Klipp till fem stycken 3 cm breda remsor ur A3-pappret. Låt den längsta remsan vara lika lång som pappret, och gör sedan följande remsor ca 8 cm kortare än den föregående. Tejpa ihop remsorna till ringar och fäst därefter ringarna på kartongen, se bilden ovan.

 

 

(5 minuter eller mer)

Skaka kartongen med ringarna fram och tillbaka i sidled. Starta mycket långsamt och öka sakta farten så att du skakar allt fortare.

Som du märker kommer ringarna att svänga kraftigt (i takt med skakningarna) vid olika frekvenser. Den största ringen kommer att komma i svängning först, följd av den näst största och så vidare. Den minsta ringen börjar svänga vid högst fekvens.

Fortsätt skaka kartongen allt snabbare och lägg märke till att den största ringen kommer att börja svänga snabbt igen. Varje ring kommer att svänga vid mer än en frekvens men ringarnas utseende när de svänger kommer att vara olika vid de olika fekvenserna.

Ringarna kommer också att ha olika resonansfrekvenser om du skakar kartongen uppåt och neråt i stället för åt sidan.

Den frekvens där ringarna har lättast för att vibrera (resonansfrekvensen) bestäms av flera olika faktorer bl a ringens massa och papprets styvhet. Om pappret är styvt får ringarna en högre resonansfrekvens medan en ring som är tyngre har en lägre frekvens.

Den största ringen har den största massan och den minsta styvheten och har därför också den lägsta resonansfrekvensen. Sett på ett annat sätt, den största ringen har större tröghet när det gäller att reagera på kraften som vill sätta den i rörelse.

Under en jordbävning kommer två olika stora byggnader att reagera mycket olika på markens vibrationer beroende på hur byggnadens egen resonansfrekvens stämmer överens med frekvensen på jordbävningens krafter. Naturligtvis är byggnadens styvhet - som bestäms av hur den är konstruerad och vilket material den är byggd av - lika betydelsefull som byggnadens storlek.

 

Om du vill HÖRA den frekvens som du skakar kartongbiten med, är det ganska enkelt fixat.

Tag ett tjockt sugrör och klipp till det så att det blir lika långt som kartongbiten är bred (10 cm). Lägg en liten pärla i sugröret och tejpa pappersbitar för sugrörets båda ändar. Tejpa fast sugröret längs kartongens kortsida. När du nu skakar kartongbiten "knackar" pärlan på sugrörets ändar med samma frekvens som skakningen.

 

 

19457 besök sedan 16 oktober 2012

ämnen | dokumentation

 

Materialet hämtat från och översatt med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco http://www.exploratorium.edu av Nationellt Resurscentrum för Fysik, http://www.fysik.org