Zo speel je Schommel en resonantie
- Kies een proef en lees op de kaart de lengtes, veren, massa's en snelheden.
- Zonder wrijving blijft de energie gelijk: ze gaat van beweging, ½·m·v², naar opgeslagen energie, m·g·h of ½·k·x², en terug.
- Duwtjes bouwen alleen een grote beweging op als ze één keer per eigen periode komen: resonantie. Typ je voorspelling en druk op Start.
- Kijk hoe de balken energie uitwisselen, of hoe de grafiek groeit als de duwtjes in het ritme zijn.
Waarom geven kleine duwtjes een grote schommeling?
Een trilling ruilt voortdurend energie. Een schommel die van een hoogte wordt losgelaten, zet bij het vallen m·g·h om in beweging, ½·m·v² in het laagste punt, en klimt dan weer naar dezelfde hoogte; een blok aan een veer zet ½·k·x² om in beweging en terug. Zonder wrijving verandert het totaal nooit, dus de snelheid onderaan is √(2·g·h), en een veer die A is uitgetrokken slaat ½·k·A² op, die bij x = A ÷ √2 gelijk verdeeld is over beweging en veer, niet bij A ÷ 2. Elke trilling heeft ook een eigen periode T₀. Duw één keer per periode, altijd als hij terugkomt, en elk duwtje telt op bij het vorige: de beweging groeit en groeit. Duw in een ander ritme en de duwtjes helpen soms en werken soms tegen, zodat er weinig opbouwt. Dit is resonantie. Zo komt een kind met kleine duwtjes hoog op een schommel, veert een auto op een weg met regelmatige drempels bij één bepaalde snelheid, en daarom lopen soldaten niet in de pas over een brug.
Een gericht leermodel
Er is geen wrijving of luchtweerstand, dus energie gaat alleen tussen beweging en opslag. De schommel hangt aan touwen van 2,45 m, draagt een kind van 25 kg en slingert met kleine hoeken; het blok heeft een massa van 2 kg. Elk duwtje of elke drempel is een korte tik die dezelfde snelheid toevoegt: vijf stuks, met de tussentijd die jij geeft, binnen 16 s. De beweging die ze maken wordt exact opgeteld, en de proef stopt één eigen periode na de laatste. Duwtjes en drempels lopen op driedubbele snelheid; de andere proeven lopen in echte tijd, één volle slinger of 2 s lang. De schommel is op schaal; de veer en de auto niet. Antwoorden binnen 2% zijn goed. g = 9,8 m/s².