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1998
25
Mag

La risonanza

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La risonanza

Con questo articolo cercherò di spiegare in maniera forse poco rigorosa ma molto intuitiva uno dei fenomeni fisici che è magiormente presente nella vita di tutti i giorni, senza che noi ce ne accorgiamo: si tratta della Risonanza.

La risonanza è un fenomeno fisico che si manifesta con effetti apparentemente molto diversi l'uno dall'altro e quindi cercheremo di spiegalo con una serie di esempi.
Ogni corpo, quando viene sollecictato da una forza (ad esempio se viene colpito oppure spinto), tende ad oscillare. Ad esempio dando una spinta ad un pendolo (o ad un bambino su un altalena), questo comincia a muoversi alternativamente avanti e indietro sempre con lo stesso ritmo; se poi noi lo spingiamo con regolarità, le oscillazioni cominciano a diventare sempre più grandi fino a che cominia a girare su se stesso. Pensiamo ora di essere in automobile su una strada sterrata; sicuramente la marcia non è confortevole come su una strada normale, però le sospensioni tendono ad assorbire le asperità del suolo e a rendere più stabile l'abitacolo. Se però ad un tratto incontriamo una serie di buche a distanza regolare, le sospensioni possono fare ben poco: la macchina comincia ad oscillare e se le buche sono alla distanza opportuna, le molle delle sospensioni cominciano ad ondeggiare sempre di più fino addirittura ad amplificare le oscillazioni. Abbiamo un altro fenomeno di risonanza quando palleggiamo un pallone; facendo cadere a terra un pallone, questo comincia a rimbalzare con una velocità regolare; se noi lo colpiamo con lo stesso ritmo il pallone tenderà a rimbalzare sempre di più; se invece non siamo bravi e non riusciamo a colpirlo nel momento giusto, quasi subito i rimbalzi diventano piccolissimi ed il pallone si ferma a terra.
In particolare ogni corpo, secondo la sua forma, il suo peso ed il materiale di cui è costituito, quando viene colpito tende a vibrare con una frequenza ben definita. Ad esempio il pendolo di un orologio avrà una vibrazione molto lenta, con un periodo di circa 1 secondo; una corda di una chitarra, al contrario, avrà una vibrazione molto più rapida che può arrivare anche a più di 500-600 volte al secondo (dipende dalla nota che si sta suonando).
Se un corpo viene sollecitato una sola volta (ad esempio lo si colpisce), per un po' di tempo vibra, poi la vibrazione comincia a ridursi ed infine il corpo di ferma. Il pendolo, dopo che è stato spinto, oscilla per un po' poi tende a fermarsi; un pallone rimbalza per un po' poi tende a fermarsi; una corda di chitarra, dopo che è stata pizzicata, vibra per un po' producendo suono e poi si ferma.
Se invece il corpo viene sollecitato con lo stesso ritmo della sua oscillazione, allora abbiamo il fenomeno di risonanza, cioè il corpo comincia ad oscillare sempre di più. Ad esempio il pendolo, se viene spinto con lo stesso suo ritmo, oscilla sempre di più; se palleggiamo una palla con lo stesso ritmo dei suoi rimbalzi, allora rimbalzerà sempre di più.
Prendiamo ora un bicchiere di cristallo, colpiamolo con un cucchiaino in modo che si metta in vibrazione ed ascoltiamo la nota che produce. Se chiediamo ad un soprano di cantare quella stessa nota, il bicchiere si metterà in vibrazione perché le onde sonore esercitano una forza che ha lo stesso periodo di vibrazione del bicchiere. Se il soprano canta perticolarmente forte, è probablie che il bicchiere si rompa.
Questo fenomeno si chiama risonanza.
Anche i ponti hanno un particolare ritmo che li mette in vibrazione; se dei soldati marciano sul ponte, c'è la possibilità che il ritmo dei loro passi sia proprio quello che mette in oscillazione il ponte e questo potrebbe indebolirne la struttura fino a farlo crollare.

Thomas Serafini
 
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:: Thomas Serafini

Thomas Serafini, nato il 12/3/1977, è iscritto all'ultimo anno della facoltà di Matematica a Modena. Lavora come sviluppatore software ed è un musicista dilettante. Su KULT Underground si occupa della parte musicale e cura articoli divulgativi a carattere matematico/scientifico.


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