Amplituda a częstotliwość
Amplituda i częstotliwość to dwie podstawowe właściwości ruchów okresowych. Właściwe zrozumienie tych pojęć jest wymagane przy badaniu ruchów, takich jak proste ruchy harmoniczne i tłumione ruchy harmoniczne. W tym artykule omówimy, czym są częstotliwość i amplituda, ich definicje, pomiar i zależności amplitudy i częstotliwości, a na końcu różnicę między amplitudą a częstotliwością.
Częstotliwość
Częstotliwość to pojęcie omawiane w okresowych ruchach obiektów. Aby zrozumieć pojęcie częstotliwości, wymagane jest właściwe zrozumienie ruchów okresowych. Ruch okresowy można uznać za ruch, który powtarza się w ustalonym okresie czasu. Planeta krążąca wokół Słońca jest okresowym ruchem. Satelita krążący wokół Ziemi jest ruchem okresowym, nawet ruch kuli balansowej jest ruchem okresowym. Większość ruchów okresowych, które napotykamy, jest okrężnych, liniowych lub półkolistych. Okresowy ruch ma częstotliwość. Częstotliwość oznacza, jak „częste” jest wydarzenie. Dla uproszczenia bierzemy częstotliwość jako liczbę wystąpień na sekundę. Ruchy okresowe mogą być jednostajne lub nierównomierne. Mundur może mieć jednakową prędkość kątową. Funkcje takie jak modulacja amplitudy mogą mieć podwójne okresy. Są to funkcje okresowe zawarte w innych funkcjach okresowych. Odwrotność częstotliwości okresowego ruchu określa czas dla okresu. Proste ruchy harmoniczne i tłumione ruchy harmoniczne są również ruchami okresowymi. W ten sposób częstotliwość okresowego ruchu można również uzyskać wykorzystując różnicę czasu między dwoma podobnymi zdarzeniami. Częstotliwość prostego wahadła zależy tylko od długości wahadła i przyspieszenia grawitacyjnego dla małych oscylacji. Częstotliwość prostego wahadła zależy tylko od długości wahadła i przyspieszenia grawitacyjnego dla małych oscylacji. Częstotliwość prostego wahadła zależy tylko od długości wahadła i przyspieszenia grawitacyjnego dla małych oscylacji.
Amplituda
Amplituda jest również bardzo ważną właściwością ruchu okresowego. Aby zrozumieć pojęcie amplitudy, należy zrozumieć właściwości ruchów harmonicznych. Prosty ruch harmoniczny to taki ruch, w którym zależność między przemieszczeniem a prędkością przyjmuje postać a = -ω 2x, gdzie „a” to przyspieszenie, a „x” to przemieszczenie. Przyspieszenie i przemieszczenie są przeciwrównoległe. Oznacza to, że wypadkowa siła działająca na obiekt jest również w kierunku przyspieszenia. Ta zależność opisuje ruch, w którym obiekt oscyluje wokół centralnego punktu. Można zauważyć, że gdy przemieszczenie wynosi zero, siła wypadkowa działająca na obiekt również wynosi zero. To jest punkt równowagi oscylacji. Maksymalne przemieszczenie obiektu z punktu równowagi jest znane jako amplituda drgań. Amplituda prostej oscylacji harmonicznej ściśle zależy od całkowitej energii mechanicznej systemu. W przypadku prostego układu sprężyna - masa, jeśli całkowita energia wewnętrzna wynosi E, amplituda jest równa 2E / k, gdzie k jest stałą sprężystości sprężyny. Przy tej amplitudzie chwilowa prędkość wynosi zero;w ten sposób energia kinetyczna również wynosi zero. Całkowita energia systemu jest w postaci energii potencjalnej. W punkcie równowagi energia potencjalna staje się zerowa.
Jaka jest różnica między amplitudą a częstotliwością?
• Amplituda ściśle zależy od całkowitej energii systemu, natomiast częstotliwość oscylacji zależy od właściwości samego oscylatora.
• Dla danego systemu amplitudę można zmienić, ale częstotliwość nie.
