Résonance d'un oscillateur harmonique
Poussez une balançoire au bon rythme et de petites poussées construisent un grand balancement ; poussez au mauvais rythme et rien ne se passe. Cette simulation excite un oscillateur à la fréquence que vous choisissez et trace la réponse en amplitude pendant que vous balayez la résonance.
Comment utiliser cette simulation
- Balayez la fréquence d'excitation à travers la fréquence propre
- Réglez l'amortissement et l'amplitude d'excitation
- Regardez la courbe de résonance se construire point par point
Ce qu’il faut observer
- L'amplitude culmine nettement quand la fréquence d'excitation égale la fréquence propre
- Augmenter l'amortissement abaisse et élargit le pic
- À la résonance, l'oscillation forcée est en retard d'un quart de période sur la force excitatrice
La physique derrière
Tout oscillateur possède une fréquence propre f₀ à laquelle il préfère vibrer. Quand la fréquence d'excitation l'égale, chaque poussée arrive en phase avec le mouvement et l'énergie s'accumule : l'amplitude monte jusqu'à un pic aigu. L'amortissement limite la hauteur de ce pic et sa finesse — un faible amortissement donne une résonance haute et aiguë, un fort amortissement l'aplatit.