Różnica między częstotliwością naturalną a częstotliwością

Częstotliwość naturalna a częstotliwość

Częstotliwość oscylacji wskazuje, jak często występuje zdarzenie. Częstotliwość i częstotliwość naturalna to dwa bardzo ważne pojęcia omawiane w fizyce. Niezbędne jest właściwe zrozumienie częstotliwości i częstotliwości naturalnej, aby osiągać doskonałe wyniki w dziedzinach takich jak fale i wibracje, mechanika kwantowa, inżynieria budowlana, inżynieria mechaniczna i różne inne dziedziny. W tym artykule omówimy częstotliwość i częstotliwość naturalną, ich definicje, podobieństwa, zastosowania i wreszcie różnicę między częstotliwością a częstotliwością naturalną.

Częstotliwość

Częstotliwość to pojęcie omawiane w okresowych ruchach obiektów. Aby zrozumieć pojęcie częstotliwości, konieczne jest właściwe zrozumienie ruchów okresowych. Ruch okresowy można uznać za każdy ruch, który powtarza się w ustalonym czasie. Planeta obracająca się wokół Słońca to ruch okresowy. Satelita krążący wokół Ziemi jest ruchem okresowym, a nawet ruch zestawu kulek równoważących jest ruchem okresowym. Większość ruchów okresowych, które napotykamy, są kołowe, liniowe lub półkoliste. Okresowy ruch ma częstotliwość. Częstotliwość oznacza, jak „częste” zdarzenie ma miejsce. Dla uproszczenia bierzemy częstotliwość jako liczbę wystąpień na sekundę. Okresowe ruchy mogą być jednolite lub nierównomierne. Mundur może mieć jednolitą prędkość kątową. Funkcje takie jak modulacja amplitudy mogą mieć podwójne okresy. Są to funkcje okresowe zamknięte w innych funkcjach okresowych. Odwrotność częstotliwości ruchu okresowego daje czas na okres. Proste ruchy harmoniczne i tłumione ruchy harmoniczne są również ruchami okresowymi. W ten sposób częstotliwość okresowego ruchu można również uzyskać z wykorzystaniem różnicy czasu między dwoma podobnymi zdarzeniami. Częstotliwość prostego wahadła zależy tylko od długości wahadła i przyspieszenia grawitacyjnego dla małych oscylacji.

Naturalna frekwencja

Każdy system ma właściwość zwaną częstotliwością naturalną. System będzie podążał za tą częstotliwością, gdy system zostanie wyposażony w małą oscylację. Naturalna częstotliwość systemu jest bardzo ważna. Wydarzenia takie jak trzęsienia ziemi i wiatry mogą zniszczyć obiekty o tej samej częstotliwości naturalnej, co samo zdarzenie. Bardzo ważne jest zrozumienie i pomiar częstotliwości naturalnej systemu, aby chronić go przed takimi klęskami żywiołowymi. Częstotliwość naturalna jest bezpośrednio związana z rezonansem. Kiedy system (np. Wahadło) zostanie poddany niewielkiej oscylacji, zacznie się kołysać. Częstotliwość, z jaką się kołysze, jest naturalną częstotliwością systemu. Teraz wyobraź sobie okresową siłę zewnętrzną przykładaną do układu. Częstotliwość tej siły zewnętrznej niekoniecznie musi być podobna do częstotliwości naturalnej systemu. Siła ta spróbuje oscylować system do częstotliwości siły. To tworzy nierówny wzór. Część energii z siły zewnętrznej jest absorbowana przez system. Rozważmy teraz przypadek, w którym częstotliwości są takie same. W takim przypadku wahadło swobodnie kołysze się z maksymalną energią pochłoniętą przez siłę zewnętrzną. To się nazywa rezonans. Systemy takie jak budynki, obwody elektroniczne i elektryczne, systemy optyczne, systemy dźwiękowe, a nawet systemy biologiczne mają częstotliwości naturalne. Mogą występować w postaci impedancji, oscylacji lub superpozycji w zależności od układu.