Vibrasie

Vibrasies word beskryf as trillende of slingerende bewegings, soos wanneer jy ’n kartonhouer of opgeblaasde ballon in jou hande vashou en duidelik die bewegings voel wanneer jy praat of sing.

’n Gepaste voorbeeld is ’n vibrato, ’n stem waarby die toonhoogte of toonsterkte (of albei) ses of sewe keer per sekondes tussen nou grense kan verander.

Soorte vibrasies 
Verskeie voorwerpe kan vibreer of ossilleer, insluitend ’n stemvurk, die pendulum van ’n staanhorlosie, ’n plastiekliniaal wat ferm oor die kant van ’n tafel gehou en dan lig getik word en ook die snare van ’n klavier of kitaar.

Ander interessante voorbeelde van vibrasies is:
 Die skokbrekers van ’n voertuig kan vibreer wanneer oor ’n spoedwal of ’n ander bult gery word.
 Spinnekoppe kan vasstel waar hul prooi is deur vibrerende spinnerakke.
 Brûe kan vibreer wanneer vragmotors of ander swaarvoertuie oor hulle ry. Geboue of ander voertuie kan vibreer wanneer vragmotors vinnig verby hulle ry.
 In die geval van klank is die bron daarvan ’n vibrerende voorwerp. Die medium (lug) waarin die klankgolf beweeg, vibreer ook en laastens vibreer ook die oortrom wat die klank opvang.
 Atome vibreer binne molekules en in vastestowwe vibreer die atome in hul relatief vaste posisies.
 In Desember 2004 is meer as 300 000 mense in die noordelike Indiese Oseaan dood nadat die ergste tsoenami tot dusver hulle meegesleur het. Dié reuse-golf was die gevolg van ’n botsing tussen twee van die aarde se tektoniese plate naby Indonesië. Die aardtrilling het ’n reuse-golf veroorsaak wat teen sowat 700 kilometer per uur beweeg het en daarna die land getref het.

Vibrasies en golwe is nou verbind: die golwe in die see, die golwe in ’n gespande snaar en selfs die golwe van aardbewings het vibrasies as hul oorsprong.

Molekules 
Dit is bekend dat baie vastestowwe ’n kristalvorm het, waarin die molekules reëlmatig gerangskik is en deurlopend vibreer. As die vastestof verhit word, vibreer hulle erger en dit kan ’n paar veranderings aan die stof meebring.

By sommige vastestowwe kan die hitte die vibrasie van die molekules só erg maak dat die elektriese kragte tussen hulle hulle nie meer bymekaar kan hou nie en dan smelt die vastestof, met ander woorde, sit om in ’n vloeistof.

Dieselfde kan van die omskakeling van ’n vloeistof na ’n gas gesê word, waar die vibrasie van die molekules selfs vinniger raak wanneer dit aan hitte-energie blootgestel word.

Klank 
Vibrasies is die bron van enige klank. So te sê enige voorwerp kan vibreer en dus klank tot gevolg hê.

Klank is ’n ossillasiebeweging wat as ’n golf deur ’n materiële medium voortbeweeg, soortgelyk aan die beweging van ’n golf op die oppervlakte van die see.

In musiekinstrumente is die bron van die vibrasies om die kitaarsnaar te pluk, klaviersnare met verskillende hamertjies te slaan, of in ’n trompet, klarinet of fluit te blaas. ’n Trom het ’n styfgespande membraan en klokke en simbale gebruik vibrerende metaal.

Al speel ’n klavier en ’n klarinet note van dieselfde toonhoogte, verskil hul klanke natuurlik van mekaar. Hulle het wel dieselfde frekwensie, maar die vorm van grafieke wat deur middel van ’n ossilloskoop getrek word, verskil aansienlik vanweë die teenwoordigheid van elkeen se eie botone.

Golwe ontstaan en die bron daarvan vibreer teen sy natuurlik weerklinkende frekwensie. Die frekwensie (die frekwensie-eenheid hertz word gebruik) is dieselfde as die bron, maar die snelheid en golflengtes kan verskil. Die frekwensie in hertz is byvoorbeeld 262 Hz vir die noot C, 349 Hz vir noot F en 392 Hz vir die noot G. Die frekwensie van die klank bepaal dus die toonhoogte daarvan.

Die laagste frekwensie wat ’n normale menseoor kan hoor, is sowat 20 Hz (20 siklusse per sekonde) en die hoogste is 20 000 Hz.

’n Mens se ore is baie goed om klankenergie na te speur. Die hardheid van die klank hang af van die druk wat deur die klankgolf meegebring word. Deurlopende blootstelling aan harde klanke kan egter doofheid veroorsaak.

Wat die spoed van klank betref, hang dit af van die materiaal waardeur dit beweeg. Klankgolwe word oorgedra deur vibrerende molekules wat teen mekaar stamp: in lug beweeg klank teen 330 meter per sekonde, in water (waar die molekules natuurlik nader aan mekaar is) is dit 1 500 meter per sekonde en in staal (styfgepakte molekules) 5 000 meter per sekonde.

Moderne klanktoepassings 
 Een van die praktiese toepassings van vibrasies is om die diepte van die oseaan deur ultrasoniese klank (klankgolwe teen hoë frekwensies) te bepaal.
 Ultrasoniese klank – dit is veilig en doeltreffend – word ook by verwagtende vroue gebruik in ’n verskeidenheid ondersoeke.
 Nierstene in mense kan ook deur klank verwyder word sonder om chirurgie te gebruik.
 Die moderne elektroniese tegnologie het dit vir ons moontlik gemaak om klankvibrasies na elektroniese vibrasies om te skakel en dit heelwat klankgetrouer aan die oorspronklike klank te maak – iets wat die ou analoogopnames nie kon vermag nie. Musiek kan dus heelwat beter klink.

Bronne 
 England, Nick. Physics Matters. Hodder & Stoughton. 1995. ISBN 0 340-63935-0
 Giancoli, Douglas C. Physics. Fifth Edition. Prentice Hall. 1998. ISBN 0-13-611971-9
 Labuschagne, F.J. & Eksteen, L.C. Verklarende Afrikaanse Woordeboek. Agtste hersiene en uitgebreide uitgawe. J.L. van Schaik. 1992. ISBN 0 627 01740 1
 McCarthy, Terence. How on earth? Struik Nature. 2009. ISBN 978 1 77007 485 9
 Strauss, Lötz. Hoe verklaar u dit? Deel 1. Ekogilde. 1996. ISBN 0-9583889-3-8.

Meganika
Toegepaste wiskunde