Резонанс
Это понятие впервые встречается на программе «Электроника, программирование и инженерная практика» — примерно 13-14 лет (7-8 класс).
Раскачка в такт: если подталкивать точно вовремя, каждый раз в нужный момент, размах растёт всё больше даже от слабых толчков.
Качели: подталкиваешь точно в такт — раскачиваются всё выше; толкаешь невпопад — глохнут.
Раскачать качели или маятник, подталкивая точно в такт качаниям; потом толкать невпопад и показать, что размах перестаёт расти.
Резкий рост размаха колебаний, когда частота толчков совпадает с собственной частотой системы. У каждого маятника, пружины или струны есть своя частота; попадая в неё, даже слабые толчки в такт накапливаются в большой размах. На резонансе струна отзывается на «свою» ноту, а строй солдат может раскачать мост, если идёт в ногу.
Подвесить на общую перекладину-нить несколько маятников разной длины; раскачать один и показать, что заметно отзывается только маятник такой же длины — с той же собственной частотой.
Резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний, когда частота внешней силы приближается к собственной частоте системы f₀. Пик тем острее, чем меньше потери энергии (выше добротность Q). Полезен: колебательный контур настраивает радиоприёмник на нужную станцию, кварцевый резонатор задаёт такт микроконтроллера. Опасен: раскачивает мосты и здания — поэтому солдатам приказывают идти по мосту не в ногу (обрушение моста в Бротоне, 1831).
Зажать линейку в тисках, менять её вылет и подбирать темп постукивания, при котором линейка раскачивается сильнее всего; связать изменение с её собственной частотой.
Частое заблуждение
«Резонанс — это просто громкое эхо». Нет: резонанс — раскачка на собственной частоте: даже слабые толчки, если попадают точно в такт, накапливаются в большой размах.