Prirodzená frekvencia vs. frekvencia
Frekvencia oscilácií udáva, ako často sa udalosť vyskytuje. Frekvencia a vlastná frekvencia sú dva veľmi dôležité pojmy diskutované vo fyzike. Je nevyhnutné správne porozumieť frekvencii a vlastnej frekvencii, aby ste mohli vynikať v oblastiach, ako sú vlny a vibrácie, kvantová mechanika, stavebné inžinierstvo, strojárstvo a rôzne iné oblasti. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je frekvencia a prirodzená frekvencia, ich definície, podobnosti, aplikácie a nakoniec rozdiel medzi frekvenciou a prirodzenou frekvenciou.
Frekvencia
Frekvencia je pojem diskutovaný pri periodických pohyboch objektov. Na pochopenie pojmu frekvencia je potrebné správne porozumieť periodickým pohybom. Periodický pohyb možno považovať za akýkoľvek pohyb, ktorý sa opakuje v určitom čase. Planéta obiehajúca okolo Slnka je periodický pohyb. Satelit obiehajúci okolo Zeme je periodický pohyb a dokonca aj pohyb balančnej gule je periodický pohyb. Väčšina periodických pohybov, s ktorými sa stretávame, je kruhová, lineárna alebo polkruhová. Periodický pohyb má frekvenciu. Frekvencia znamená, ako „často“sa udalosť vyskytuje. Pre jednoduchosť berieme frekvenciu ako počet výskytov za sekundu. Periodické pohyby môžu byť rovnomerné alebo nerovnomerné. Rovnomerná môže mať rovnomernú uhlovú rýchlosť. Funkcie ako amplitúdová modulácia môžu mať dvojité periódy. Sú to periodické funkcie zapuzdrené v iných periodických funkciách. Prevrátená hodnota frekvencie periodického pohybu udáva čas za periódu. Jednoduché harmonické pohyby a tlmené harmonické pohyby sú tiež periodické pohyby. Frekvencia periodického pohybu sa teda môže získať aj pomocou časového rozdielu medzi dvoma podobnými výskytmi. Frekvencia jednoduchého kyvadla závisí len od dĺžky kyvadla a gravitačného zrýchlenia pri malých kmitoch.
Prirodzená frekvencia
Každý systém má vlastnosť nazývanú prirodzená frekvencia. Systém bude sledovať túto frekvenciu, keď je systém vybavený malými osciláciami. Prirodzená frekvencia systému je veľmi dôležitá. Udalosti ako zemetrasenia a vetry môžu ničiť objekty s rovnakou prirodzenou frekvenciou ako samotná udalosť. Je veľmi dôležité pochopiť a zmerať prirodzenú frekvenciu systému, aby sme ho ochránili pred takýmito prírodnými katastrofami. Prirodzená frekvencia priamo súvisí s rezonanciou. Keď systém (napr. kyvadlo) mierne zakmitne, začne sa kývať. Frekvencia, s ktorou sa kolíše, je prirodzenou frekvenciou systému. Teraz si predstavte periodickú vonkajšiu silu aplikovanú na systém. Frekvencia tejto vonkajšej sily nemusí byť nevyhnutne podobná vlastnej frekvencii systému. Táto sila sa pokúsi rozkmitať systém na frekvenciu sily. Vznikne tak nerovnomerný vzor. Časť energie z vonkajšej sily je absorbovaná systémom. Teraz uvažujme o prípade, keď sú frekvencie rovnaké. V tomto prípade sa bude kyvadlo voľne kývať s maximálnou energiou absorbovanou z vonkajšej sily. Toto sa nazýva rezonancia. Systémy ako budovy, elektronické a elektrické obvody, optické systémy, zvukové systémy a dokonca aj biologické systémy majú prirodzené frekvencie. Môžu byť vo forme impedancie, oscilácie alebo superpozície v závislosti od systému.
Aký je rozdiel medzi frekvenciou a prirodzenou frekvenciou?
• Frekvencia je termín bežne používaný na opis toho, ako často sa udalosť vyskytuje, zatiaľ čo prirodzená frekvencia sa vzťahuje na špeciálnu frekvenciu pre daný dynamický systém.
• Frekvencia systému môže nadobúdať akúkoľvek hodnotu, ale prirodzená frekvencia daného systému je špecifická hodnota.
