เรื่อ รื่ ง การสั่นพ้อ พ้ ง วิชาฟิสิฟิ สิ กส์
เรื่อ รื่ ง การสั่นพ้อ พ้ ง การสั่นพ้อง (อังกฤษ: Resonance) จะสังเกตได้เมื่อวัตถุถูกกระทำ ด้วย แรงหรือสัญญาณที่มีความถี่เท่ากับ หรือใกล้เคียงกับความถี่ธรรมชาติของ วัตถุ วัตถุนั้นจะสั่นด้วยความถี่นั้น และด้วยแอมปลิจูดที่ใหญ่ แต่ถ้าเป็น คลื่นเสียงก็จะทำ ให้เสียงดังมากขึ้น จนอาจทำ ให้วัตถุนั้นเสียหาย หรืออาจ เกิดความรำ คาญได้
การสั่นพ้องเกิดขึ้นได้ 2 แบบคือ 1. การสั่นพ้องด้วยแรง หมายถึง การสั่น พ้องที่เกิดขึ้นโดยการออกแรงกระทำ กับวัตถุ เป็นจังหวะที่มีความถี่เท่ากับความถี่ ธรรมชาติของวัตถุเป็นเวลานาน เมื่อลมพัด ที่ความเร็วคงตัวค่าหนึ่งเป็นเวลานาน ซึ่ง แรงลมพอดีกับความถี่ธรรมชาติจะทำ ให้เกิด การสั่นพ้อง แอมปลิจูดของการสั่นที่มากขึ้น ทำ ให้วัตถุนั้นเสียหาย 2. การสั่นพ้องด้วยคลื่น หมายถึง การสั่น พ้องที่เกิดขึ้นโดยการส่งคลื่นที่มีความถี่ เท่ากับความถี่ธรรมชาติของวัตถุกระทบกับ วัตถุเป็นเวลานาน
1. ความถี่ธรรมชาติ (natural frequency) วัตถุหรืออนุภาค จะมีความถี่ในการสั่นตาม ธรรมชาติเฉพาะตัวอย่างเป็นอิสระคงที่อยู่ค่า หนึ่ง เช่นลูกตุ้มที่แขวนด้วยเชือกยาว L อยู่ ในบริเวณที่มีความเร่งจากความโน้มถ่วง g จะมีความถี่ตามธรรมชาติเท่ากับ มวล m ติด สปริงอันหนึ่ง:ซึ่งมีค่าคงที่สปริง k เมื่อถูก กระตุ้นให้สั่นก็จะมีความถี่ธรรมชาติ ซึ่งหาค่า ความถี่ได้จากสมการ นอกจากลูกตุ้มแล้ววัตถุ ต่างๆ เช่นสะพานแขวน ชิงช้า สายไฟที่โยง อยู่บนเสาไฟฟ้า แม้แต่ตึกสูง สิ่งเหล่านี้ก็มี ความถี่ธรรมชาติ สามารถที่สั่นไหวหรือแกว่ง ได้ด้วยค่าความถี่เฉพาะตัวค่าหนึ่ง
2. ความถี่ธรรมชาติของวัตถุแผ่นบาง แผ่น วัตถุบางที่อ่อนตัวและถูกขึงให้ตึงหรือตรึง ขอบได้ เช่น แผ่นหน้ากลอง เมื่อทำ ให้สั่น จะสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติได้หลายค่า การ ศึกษาเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของแผ่นวัตถุ บางนี้มีประโยชน์มากในการออกแบบได อะแฟรมของลำ โพง
3. การเกิดการสั่นพ้องของเสียงในหลอด ปลายเปิด หลอดปลายเปิด เป็นหลอดที่ ปลายทั้งสองข้างเปิดสู่อากาศ คลื่นเสียงที่ สะท้อนบริเวณปากหลอดทั้งสองข้าง โมเลกุลของอากาศเคลื่อนที่ได้โดยอิสระจะ เป็นตำ แหน่งปฏิบัพของคลื่น ดังนั้นถ้าท่อ ยาว L
4. การเกิดการสั่นพ้องของเสียงในหลอด ปลายปิด '" หลอดปลายปิด เป็นหลอดที่ ปลายข้างหนึ่งปิด ปลายอีกช้างหนึ่งเปิด เมื่อ ให้คลื่นเสียงเข้าทางปากหลอดด้านเปิด คลื่นเสียงจะเข้าไปสะท้อนที่ด้านปิดโดยมี เฟสเปลี่ยนไป 180 องศา ดังนั้นที่ตำ แหน่ง ผิวระนาบของด้านปิดจะเป็นตำ แหน่งของบัพ ส่วนบริเวณปากหลอดด้านเปิด โมเลกุลของ อากาศสั่นได้โดยอิสระจะเป็นตำ แหน่งปฏิบัพ ของคลื่นนิ่งขณะเกิดการสั่นพ้อง ดังนั้นถ้า ท่อยาว L
การเกิดการสั่นพ้องอขงเสียงในหลอดปลายปิด รูปการสั่นของมวลติดสปริงด้วยความถี่ธรรมชาติ
รูปการสั่นของมวลติดสปริงด้วยความถี่ธรรมชาติ ความถี่ธรรมชาติในการแกว่งของลูกตุ้ม
ความถี่ธรรมชาติและการสั่นพ้อง นี่คือภาพของสะพานที่ดูสุดแสนจะโรแมนติค ซึ่งมีชื่อว่า Tocoma Narrows Bridge ใน ประเทศสหรัฐอเมริกาครับ แต่ความทรงจำ ที่ คนส่วนใหญ่ทราบจากสะพานแห่งนี้นั้นกลับ ตรงกันข้ามกับความสวยงามอย่างสุดขั้ว เพราะมันคือสะพานแห่งหายนะ เพราะ อะไร? ทำ ไม? อย่างไร? ภาพต่อไปนี้ คือสิ่ง ที่เกิดขึ้นกับ Tocoma Narrows Bridge
วันที่ 1 พฤศจิกายน ค.ศ. 1940 สะพานได้พังถล่ม ลงมา เพียงเพราะการกระทำ ของกระแสลมธรรมดา เท่านั้นเอง แต่เบื้องหลังแล้ว มันคือหลักการทาง ฟิสิกส์เรื่อง " การสั่นพ้อง "(Resonance)
การสั่นพ้องคือระบบของการสั่นที่มีแอมพลิจูดเพิ่ม ขึ้นในขณะที่มีความถี่ค่าหนึ่ง กล่าวคือ การสั่นพ้อง จะเกิดขึ้นเมื่อระบบได้รับแรงกระทำ จากภายนอกซึ่ง มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติและทำ ให้แอมพลิ จูดของการเคลื่อนที่มีขนาดเพิ่มขึ้น ตัวอย่างที่เราคุ้น เคยกันดีก็คือการเล่นแกว่งชิงช้า
นายกิตติพงศ์ ทองดอนเกื่องเลขที่1 นางสาวจิตตราภักตร์ ประสมสีเลขที่4 นางสาวณิษาอร จันทร์คง เลขที่ 5 นางสาวทิพย์นภา วงค์พนัสเลขที่6 นางสาวพัชรกัญญ์ แก้วมาตร เลขที่8 นางสาวรัชยปารย์แพงไธสงค์เลขที่9 นางสาวศุทธิณี ชาญสุข เลขที่11 นายวีรยุทธสมศรี เลขที่13 นางสาวศศิวิมล ผิวเหลือง เลขที่22 นางสาวสุจิรา เลี่ยนเพชร เลขที่23 สมาชิก