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La résonance, c'est quoi ?
La résonance : Derrière ce terme connu se cache un phénomène fondamental qui concerne tout ce qui vibre d'une manière ou une autre : les ondes électromagnétiques, la lumière, le son mais aussi la matière qui est composée d'atomes dont les électrons oscillent en permanence…
Il y a résonance quand deux ondes de même fréquence se rencontrent. Dans ce cas, l'amplitude (hauteur de la vague que forme l'onde) de chacune de ces ondes s'amplifie jusqu'à atteindre un maximum : la fréquence de résonance. Ainsi, par exemple :
Exemples
Les domaines où la résonance intervient sont innombrables :
Exemple : la balançoire
La résonance correspond à l'augmentation de l'amplitude d'oscillation d'un système, sous l'influence d'impulsions régulières de fréquence voisine de la fréquence propre du système.
L'exemple le plus simple à comprendre est peut-être celui de la balançoire, dont le mouvement ne s'amplifie que si on lui communique des impulsions accordées sur ses propres oscillations.
La résonance est un phénomène selon lequel certains systèmes physiques (électriques, mécaniques...) sont sensibles à certaines fréquences.
Exemple : le verre
Comme quasiment tout système matériel a une fréquence propre d’oscillation, il est possible de faire entrer en résonance toute sorte d’objet.
Lorsqu'un objet est excité à sa fréquence de résonance, les oscillations peuvent prendre une telle amplitude que cela peut entraîner la destruction de l’objet.
Il y a bien sûr le classique verre de vin qui éclate s’il est soumis à sa fréquence de résonance.
Exemple : le pont de Tacoma
7 novembre 1940 : après plus d'une heure de balancements qui ne cessent de s'amplifier, le pont de Tacoma s'effondre. La raison de cette rupture ?
La « fréquence propre » de la structure du pont correspondait précisément à la fréquence de détachement des tourbillons du vent qui soufflait latéralement ce jour-là… à seulement 65 km/h !
Autrement dit, un vent plus fort, n'aurait probablement pas détruit ce pont !
La vibration par sympathie (résonance)
Pour les physiciens, vibration par sympathie, est un phénomène selon lequel tout corps élastique susceptible de vibrer sur une fréquence donnée entre spontanément en vibration, audible ou non, lorsqu'on émet dans son entourage un son ayant soit cette même fréquence, soit une fréquence ayant un harmonique proche.
Cette particularité est utilisée par certains instruments (théorbe, palme des ondes Martenot, etc.) dans lesquels on dispose à proximité de la source d'émission du son des cordes dites « sympathiques » soigneusement accordées, mais que l'exécutant ne touche jamais : elles entrent seules en vibration le moment venu en renforçant ou modifiant la sonorité de la corde réellement jouée.
Pour les musiciens, la résonance est l'ensemble des phénomènes liés à la présence des harmoniques dans un son musical donné.
Les figures acoustiques de Chladni
Le montage de l'expérience est simple : Un haut-parleur relié à un générateur de fréquences sonores est fixé sous une plaque métallique sur laquelle est saupoudré du sable.
Sous l'effet de certaines fréquences sonores depuis les infra-sons jusqu'aux ultra-sons, la plaque s'accorde sur une fréquence de résonance et transmet ses vibrations au sable qui se dispose spontanément sur les zones de moindre intensité, suivant un réseau géométrique d'ondes stationnaires.
On remarquera que plus la fréquence est élevée plus la complexité des motifs s'accroît.
Indice n°8
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Texte
Peut-on détruire un pont en marchant en cadence ? - Emission : On n'est pas que des cobayes...
L'effet de résonnace sur les ponts...
Fréquence de resonance - ressort et pendule , vibration de l'air dans un tube ouvert, et casser du cristal...
Petit cours et expériences...
Les effets de la résonance-sol ("ground resonance") sur les hélicoptères... Impressionnat !
Pour résumer ce test, il s'agit d'un couplage entre les pales (dont l'effet de portance est dissymétrique) d'un rotor articulé et la carlingue de l'appareil oscillant sur le sol.
Les hélicoptères sont pourvus d'amortisseurs au niveau de la tête du rotor afin d'amoindrir cet effet et ne pas arriver à cette destruction.
Emmanuel Comte - Résonance - Pendules en résonance sympathique...
Démonstration : Tout corps élastique susceptible de vibrer sur une fréquence donnée entre spontanément en vibration, audible ou non...
Glass Harp (inspiré de l'armonica de verre de Benjamin Franklin)... Les verres qui chantent !
La plupart des instruments de musique tirent parti du phénomène de résonance et le recherche dans leurs conceptions afin d'émettre le son le plus puissant.
L'instrument qui exploite le plus le phénomène de résonance est sans contexte l'harmonica de verre de Benjamin Franklin.
Pour finir, dessinons avec du Son ! avec les figures de Chladni...
Rien à signaler.
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