4.

Fréquence propre et résonance

Tout corps pouvant osciller possède une fréquence propre, fréquence à laquelle le corps tend à osciller naturellement. La fréquence propre d’un pendule de 1 m de longueur est de 0,5 Hz, ce qui signifie que le pendule a un mouvement d’aller et retour toutes les 2 secondes. Si le pendule reçoit une légère poussée toutes les 2 secondes, l’amplitude du balancement s’accroît régulièrement jusqu’à prendre une valeur importante. Ainsi, lorsque l’on applique régulièrement une force de faible intensité à la fréquence propre d’un système oscillant, l’amplitude des oscillations croît de façon importante jusqu’à un maximum : c’est le phénomène de résonance. Voir résonance (mécanique) ; résonance (électricité).

En ingénierie, la plupart des problèmes rencontrés lors de vibrations sont dus au phénomène de résonance. Par exemple, si la fréquence propre de la structure d’une automobile est identique à celle du moteur à une certaine vitesse, la voiture peut alors vibrer ou même être secouée. De telles vibrations peuvent être évitées en montant le moteur sur un matériau qui amortit les vibrations, comme le caoutchouc, permettant ainsi d’isoler la structure du moteur. On peut également citer l’exemple célèbre du pont suspendu qu’emprunte une troupe de soldats marchant au même pas. Si la fréquence de ce pas cadencé correspond à la fréquence propre du pont, l’amplitude des oscillations de ce dernier peut croître de manière importante, mettant en péril son assise.

Voir aussi ondulatoire, mouvement ; oscillographe.