Resonantie is meetrillen: komt er een trilling binnen op precies de eigen frequentie van een voorwerp, dan telt elke trilling op bij de vorige en wordt de uitslag steeds groter. Op een andere frequentie gebeurt er vrijwel niets, hoe hard je ook duwt. Het gaat dus om timing en niet om kracht.
Deze video is ook te beluisteren in English en Türkçe. Kies je taal via het tandwiel in de speler, bij Audiospoor en Ondertiteling.
Ik zing zo hard als ik kan tegen een glas, en er gebeurt niets. Dat ligt niet aan hoe hard ik zing. In deze video zie je waarom sommige dingen ineens meetrillen en de meeste niet.
Alles wat kan trillen heeft een eigen frequentie: het tempo waarop het vanzelf trilt als je het aantikt. Komt er van buitenaf een trilling binnen op precies die frequentie, dan gaat het voorwerp mee en wordt de uitslag steeds groter. Dat is resonantie. Komt er een trilling binnen op een ander tempo, dan gebeurt er vrijwel niets, hoe hard die trilling ook is. Je ziet het aan een schommel, waar kleine duwtjes op het goede moment je veel hoger brengen dan één harde duw, en je ziet waarom een glas toch bijna nooit breekt: er is ook demping, dus je hebt de goede toon én genoeg volume nodig. En het gaat lang niet alleen over geluid, want een loopbrug en een tribune doen precies hetzelfde.
Voor 3 havo en 3 vwo, bij het hoofdstuk over geluid. Halverwege staat er een vraag en valt er een stilte: zet hem daar stil en denk eerst zelf na.
In deze video
De hele uitleg, uitgeschreven
Het probleem
0:00Ik zing zo hard als ik kan tegen dit glas. Zo hard als ik kan. En er gebeurt niks. Het ligt niet aan hoe hard ik zing.
Elk ding heeft een tempo
0:15Tik eens tegen een glas. Je hoort een toon. Tik nog een keer, en je hoort precies dezelfde toon. Pak een ander glas en die geeft weer een andere, maar ook die is elke keer dezelfde. Dat is geen toeval. Alles wat kan trillen, heeft een tempo waarop het dat vanzelf doet.
0:30Tik je het aan, dan trilt het uit op dat ene tempo en op geen enkel ander. Dat tempo noemen we de natuurlijke frequentie van dat voorwerp. Je komt het ook tegen als de resonantiefrequentie.
Wat resonantie is
0:45En nu het aardige. Als er van buitenaf een trilling binnenkomt die precies die natuurlijke frequentie heeft, dan gaat het voorwerp mee. Het gaat in dezelfde frequentie trillen als de bron. Dat heet resonantie. Komt er een trilling binnen met een andere frequentie, dan gebeurt er vrijwel niets.
1:04Het voorwerp krijgt van de ene kant een duw terwijl het net de andere kant op wil, en die twee heffen elkaar op. Dus het gaat niet om hoeveel trilling er binnenkomt. Het gaat om of de frequentie klopt. Je duwt iemand op een schommel. Wat werkt beter: één keer heel hard duwen, of steeds een klein duwtje?
Kleine duwtjes op het goede moment
1:29Iedereen die weleens geduwd heeft, weet het antwoord al. Kleine duwtjes op het juiste moment brengen je veel hoger dan één keer keihard duwen. De frequentie van de schommel kun je uitrekenen. Een schommel met touwen van ruim twee meter doet er ongeveer drie seconden over voor een heen en weer, en dat is nul komma drie drie trillingen per seconde.
1:51Duw je precies op die frequentie, dan komt elk duwtje aan terwijl de schommel toch al die kant op gaat. Elk duwtje telt dan op bij wat er al was. Kom je op drie per seconde uit, dan heb je één delen door drie omgedraaid. En daar zat mijn fout.
2:11Ik zong hard, maar niet op de juiste frequentie. Niet op de resonantiefrequentie.
Waarom het toch bijna nooit lukt
2:18Terug naar het glas. Als je precies de toon van dat glas zingt, gaat het meetrillen, en elke trilling maakt de uitslag iets groter. Doe je dat lang genoeg, dan kan de rand het niet meer volgen en breekt het. Alleen is er iets wat de andere kant op werkt.
2:33Een trillend voorwerp verliest ook energie, aan de lucht en aan zichzelf. Dat heet demping, en die is er altijd. De uitslag groeit dus alleen zolang je er meer in stopt dan de demping eruit haalt. Daarom heb je twee dingen tegelijk nodig, en niet één.
2:54Precies de goede toon, én genoeg volume. Ruim honderd decibel om precies te zijn. Dat is waarom er in die filmpjes altijd een versterker naast staat, en waarom het mij aan tafel niet lukt.
Hetzelfde verschijnsel, maar dan nuttig
3:08Resonantie is niet alleen iets wat stukmaakt. Het is ook de reden dat een instrument te horen is. Een gespannen snaar die trilt, brengt in zijn eentje veel te weinig lucht in beweging. Je hoort er bijna niets van. Zet je die snaar op een holle kast, dan gaat de lucht in die kast meetrillen, in dezelfde frequentie als de snaar.
3:30Hierdoor wordt het geluid versterkt. Zet iets wat trilt op een tafelblad en je hoort hetzelfde: dezelfde trilling, ineens veel luider, zonder dat je er energie bij doet.
Waar het misgaat
3:43Dit gaat lang niet alleen over geluid. Een loopbrug wiegt vanzelf op ongeveer één tot drie keer per seconde. Een marcherende colonne zet ongeveer twee stappen per seconde. Die twee kunnen elkaar dus raken, en dan telt elke stap op bij de vorige, net als bij de schommel.
4:02Daarom is er een echt voorschrift dat soldaten op een brug uit de pas gaan lopen. Uit de pas komen de stappen door elkaar en heffen ze elkaar op. Hetzelfde geldt voor een tribune waarop publiek in de maat staat te springen. Het is niet hun gewicht dat het probleem is, want dat staat er ook stil op.
4:23Het is de resonantiefrequentie. Drie dingen om te onthouden. Eén: alles wat kan trillen heeft zijn eigen natuurlijke frequentie. Twee: komt er een trilling binnen op precies die resonantiefrequentie, dan gaat het ding in dezelfde frequentie meetrillen en wordt de uitslag steeds groter. Dat is resonantie.
4:45Drie: het gaat om timing en niet om kracht. Hard duwen op het verkeerde moment doet niets, en kleine duwtjes op het goede moment doen alles. Twee vragen. Eerste vraag: een wasmachine laat de hele vloer meetrillen, maar alleen bij één bepaald toerental.
5:02Waarom juist daar, en niet bij een hoger toerental? Tweede vraag: iemand zegt dat je een glas ook kapot krijgt door er heel hard tegenaan te schreeuwen, welke toon dan ook. Klopt dat? De eerste: bij dat ene toerental valt de frequentie van de trommel samen met de resonantiefrequentie van de vloer.
5:25Dan telt elke omwenteling op bij de vorige. Draait de trommel sneller, dan klopt de frequentie niet meer en gebeurt er weinig. En de tweede: nee. Schreeuwen levert wel veel volume, maar het is een rommelig geluid met van alles door elkaar. Er zit dan maar een klein deel op de toon van het glas, en de rest werkt niet mee.
5:49Je hebt allebei nodig: de resonantiefrequentie raken én genoeg volume. Je weet nu waarom sommige dingen ineens meetrillen en de meeste niet, en dat je de resonantiefrequentie moet raken en niet het volume. Waarom twee instrumenten die dezelfde toon spelen tóch anders klinken, daar staat een aparte video over op het kanaal.
Veelgestelde vragen
Waarom breekt een glas niet als je er heel hard tegenaan schreeuwt?
Omdat schreeuwen een rommelig geluid is met van alles door elkaar. Maar een klein deel van die energie zit op de eigen frequentie van het glas, en alleen dat deel doet mee aan het opbouwen van de uitslag. Je hebt allebei nodig: precies de goede toon raken én genoeg volume, ruim honderd decibel. Daarom staat er in die filmpjes altijd een versterker naast.
Wat is het verschil tussen eigen frequentie en resonantiefrequentie?
Het zijn twee namen voor hetzelfde: de frequentie waarop een voorwerp vanzelf trilt als je het aantikt. Je komt beide woorden tegen, en ook 'natuurlijke frequentie'. Resonantie is wat er gebeurt als een trilling van buitenaf precies die frequentie heeft.
Waarom moeten soldaten uit de pas lopen op een brug?
Een loopbrug wiegt vanzelf op ongeveer een tot drie keer per seconde, en een marcherende colonne zet ongeveer twee stappen per seconde. Die twee kunnen elkaar dus raken, en dan telt elke stap op bij de vorige, net als bij een schommel. Uit de pas komen de stappen door elkaar en heffen ze elkaar op. Het is een echt voorschrift.
Wat is demping?
Een trillend voorwerp verliest energie, aan de lucht en aan zichzelf. Dat heet demping en die is er altijd. De uitslag groeit dus alleen zolang je er meer energie in stopt dan de demping eruit haalt; blijf je daaronder, dan loopt de uitslag tegen een plafond aan en gebeurt er verder niets.
Hard duwen op het verkeerde moment doet niets. Kleine duwtjes op het goede moment doen alles.
Physics with Thomas maakt natuurkunde-uitleg voor havo en vwo. Geen woorden in beeld, dus wat je ziet werkt in elke taal.
Even voorstellen
Mijn naam is Thomas Schuurmans, en ik heb een passie voor natuurkunde en voor begrijpen waarom dingen werken zoals ze werken. Wat ik wil, is jonge mensen aanmoedigen om vaker “waarom is dat?” en “hoe werkt dat?” te vragen, en ze de handvatten van de natuurkunde geven op een manier die makkelijk is en die je kunt zien.
Ik ben in 2003 afgestudeerd in Technische Natuurkunde aan de Technische Universiteit Delft. Daarna werkte ik ruim twintig jaar buiten het onderwijs: eerst bij TNO, daarna bij een ontwerpbureau, en uiteindelijk als oprichter van Proportion Global, waarmee ik aan innovatievraagstukken werk in Afrika, Latijns-Amerika en Zuid-Azië. Dat werk lijkt meer op natuurkunde dan je zou denken: niet beginnen bij een oplossing, maar eerst begrijpen wat er aan de hand is, iets proberen, fout zitten, en opnieuw kijken.
Sinds 2026 geef ik natuurkunde in de onder- en bovenbouw, en ben ik begonnen aan mijn master aan de Universiteit van Amsterdam voor mijn eerstegraads bevoegdheid. Daar leerde ik dat de echte aandacht van een middelbare scholier voor nieuwe stof ongeveer zeven minuten duurt. En mijn valkuil is nu net om te veel randverhalen te vertellen.
Daaruit is het idee geboren: video's die één onderwerp scherp en visueel uitleggen, binnen die zeven minuten. Ik maak ze voor mijn eigen leerlingen. Daarna zet ik ze openbaar online, want goede uitleg hoort beschikbaar te zijn voor iedereen die hem nodig heeft, waar je ook woont en in welke taal je denkt en spreekt.