Přirozená frekvence vs. frekvence
Frekvence oscilace udává, jak často se událost vyskytuje. Frekvence a vlastní frekvence jsou dva velmi důležité pojmy diskutované ve fyzice. Je nezbytné správně porozumět frekvenci a vlastní frekvenci, abyste mohli vynikat v oborech, jako jsou vlny a vibrace, kvantová mechanika, stavební inženýrství, strojírenství a různé další obory. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je frekvence a vlastní frekvence, jejich definice, podobnosti, aplikace a nakonec rozdíl mezi frekvencí a vlastní frekvencí.
Frekvence
Frekvence je koncept diskutovaný v periodických pohybech objektů. Abychom porozuměli pojmu frekvence, je zapotřebí správné pochopení periodických pohybů. Periodický pohyb lze považovat za jakýkoli pohyb, který se opakuje v pevně stanoveném čase. Planeta obíhající kolem Slunce je periodický pohyb. Družice obíhající kolem Země je periodický pohyb a dokonce i pohyb balanční koule je periodický pohyb. Většina periodických pohybů, se kterými se setkáváme, je kruhová, lineární nebo půlkruhová. Periodický pohyb má frekvenci. Frekvence znamená, jak „často“se událost vyskytuje. Pro jednoduchost bereme frekvenci jako počet výskytů za sekundu. Periodické pohyby mohou být rovnoměrné nebo nerovnoměrné. Uniforma může mít rovnoměrnou úhlovou rychlost. Funkce jako amplitudová modulace mohou mít dvojité periody. Jsou to periodické funkce zapouzdřené v jiných periodických funkcích. Převrácená hodnota frekvence periodického pohybu udává čas za periodu. Jednoduché harmonické pohyby a tlumené harmonické pohyby jsou také periodické pohyby. Tím lze také získat frekvenci periodického pohybu pomocí časového rozdílu mezi dvěma podobnými jevy. Frekvence jednoduchého kyvadla závisí pouze na délce kyvadla a gravitačním zrychlení u malých kmitů.
Přirozená frekvence
Každý systém má vlastnost zvanou vlastní frekvence. Systém bude sledovat tuto frekvenci, když je systém vybaven malým kmitáním. Přirozená frekvence systému je velmi důležitá. Události, jako jsou zemětřesení a vítr, mohou ničit objekty se stejnou přirozenou frekvencí jako událost samotná. Je velmi důležité porozumět a měřit přirozenou frekvenci systému, abychom jej ochránili před takovými přírodními katastrofami. Vlastní frekvence přímo souvisí s rezonancí. Když systém (např. kyvadlo) lehce zakmitá, začne se kývat. Frekvence, se kterou se houpe, je přirozená frekvence systému. Nyní si představte periodickou vnější sílu působící na systém. Frekvence této vnější síly nemusí být nutně podobná vlastní frekvenci systému. Tato síla se pokusí rozkmitnout systém na frekvenci síly. Vznikne tak nerovnoměrný vzor. Část energie z vnější síly je absorbována systémem. Nyní uvažujme případ, kdy jsou frekvence stejné. V tomto případě se bude kyvadlo volně kývat 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 být ve formě impedance, oscilace nebo superpozice v závislosti na systému.
Jaký je rozdíl mezi frekvencí a vlastní frekvencí?
• Frekvence je termín běžně používaný k popisu toho, jak často se událost vyskytuje, zatímco vlastní frekvence označuje speciální frekvenci pro daný dynamický systém.
• Frekvence systému může nabývat libovolné hodnoty, ale vlastní frekvence daného systému je specifická hodnota.
