Rozdíl mezi přirozenou frekvencí a frekvencí

Přirozená frekvence vs frekvence

Frekvence oscilace označuje, jak často se událost vyskytuje. Frekvence a přirozená frekvence jsou dva velmi důležité pojmy diskutované ve fyzice. Abychom vynikali v oborech jako jsou vlny a vibrace, kvantová mechanika, stavební inženýrství, strojírenství a různé další obory, je nezbytné mít správné porozumění frekvenci a přirozené frekvenci. V tomto článku se budeme zabývat tím, jaká je frekvence a přirozená frekvence, jejich definice, podobnosti, aplikace a nakonec rozdíl mezi frekvencí a přirozenou frekvencí.

Frekvence

Frekvence je koncept diskutovaný v periodických pohybech objektů. K pochopení pojmu frekvence je nutné správné porozumění periodickým pohybům. Za periodický pohyb lze považovat jakýkoli pohyb, který se opakuje v pevném čase. Planeta točící se kolem Slunce je periodický pohyb. Satelit obíhající kolem Země je periodický pohyb a dokonce i pohyb vyvážené koule je periodický pohyb. Většina periodických pohybů, se kterými se setkáváme, jsou kruhové, lineární nebo polokruhové. Periodický pohyb má frekvenci. Frekvence znamená, jak „událost“ nastává. Pro jednoduchost bereme frekvenci jako výskyt za sekundu. Periodické pohyby mohou být jednotné nebo nejednotné. Uniforma může mít jednotnou úhlovou rychlost. Funkce, jako je amplitudová modulace, mohou mít dvojí periody. Jsou to periodické funkce zapouzdřené do jiných periodických funkcí. Inverze frekvence periodického pohybu dává čas na období. Jednoduché harmonické pohyby a tlumené harmonické pohyby jsou také periodické pohyby. Frekvence periodického pohybu může být také získána pomocí časového rozdílu mezi dvěma podobnými událostmi. Frekvence jednoduchého kyvadla závisí pouze na délce kyvadla a gravitačním zrychlení pro malé oscilace.

Přirozená frekvence

Každý systém má vlastnost zvanou přirozená frekvence. Systém bude sledovat tuto frekvenci, když je systém vybaven malou oscilací. Přirozená frekvence systému je velmi důležitá. Události, jako je zemětřesení a vítr, mohou zničit objekty se stejnou přirozenou frekvencí jako samotná událost. Je velmi důležité porozumět a měřit přirozenou frekvenci systému, aby byl chráněn před takovými přírodními katastrofami. Přirozená frekvence přímo souvisí s rezonancí. Když systém (např. Kyvadlo) dostane malou oscilaci, začne se otáčet. Frekvence, se kterou se houpá, je přirozená frekvence systému. Nyní si představte periodickou vnější sílu aplikovanou na systém. Frekvence této vnější síly nemusí být nutně podobná přirozené frekvenci systému. Tato síla se bude snažit oscilovat systém na frekvenci síly. Tím se vytvoří nerovnoměrný vzor. Určitá energie z vnější síly je absorbována systémem. Nyní se podívejme na případ, kdy jsou frekvence stejné. V tomto případě se kyvadlo volně otáčí s maximální energií absorbovanou z vnější síly. Tomu se říká rezonance. Systémy jako budovy, elektronické a elektrické obvody, optické systémy, zvukové systémy a dokonce i biologické systémy mají přirozené frekvence. Mohou mít podobu impedance, oscilace nebo superpozice v závislosti na systému.