Fundamentalna frekvenca proti naravni frekvenci
Naravna frekvenca in osnovna frekvenca sta dva pojava, povezana z valovanjem, ki sta zelo pomembna. Ti pojavi so velikega pomena na področjih, kot so glasba, gradbene tehnologije, preprečevanje nesreč, akustika in večina analiz naravnih sistemov. Ključnega pomena je jasno razumevanje teh konceptov, če želite biti odlični na teh področjih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta osnovna frekvenca in naravna frekvenca, njuni definiciji, uporabi, pojavih, povezanih z naravno in osnovno frekvenco, njunih podobnostih in končno o razlikah med naravno in osnovno frekvenco.
Kaj je naravna frekvenca?
Vsak sistem ima lastnost, imenovano naravna frekvenca. Sistem bo sledil tej frekvenci, če želimo sistemu zagotoviti majhno nihanje. Naravna frekvenca sistema je zelo pomembna. Dogodki, kot so potresi in vetrovi, lahko povzročijo uničenje objektov z enako naravno frekvenco kot dogodek sam. Zelo pomembno je razumeti in izmeriti naravno frekvenco sistema, da ga zaščitimo pred takšnimi naravnimi nesrečami. Naravna frekvenca je neposredno povezana z resonanco. Ko sistem (npr. nihalo) rahlo zaniha, začne nihati. Frekvenca, s katero niha, je naravna frekvenca sistema. Zdaj si predstavljajte periodično zunanjo silo, ki deluje na sistem. Frekvenca te zunanje sile ni nujno podobna naravni frekvenci sistema. Ta sila bo poskušala zanihati sistem na frekvenco sile. To ustvari neenakomeren vzorec. Sistem absorbira nekaj energije zunanje sile. Zdaj pa razmislimo o primeru, ko sta frekvenci enaki. V tem primeru bo nihalo prosto nihalo z največjo absorbirano energijo zunanje sile. To se imenuje resonanca. Sistemi, kot so zgradbe, elektronska in električna vezja, optični sistemi, zvočni sistemi in celo biološki sistemi, imajo lastne frekvence. Lahko so v obliki impedance, nihanja ali superpozicije, odvisno od sistema.
Kaj je osnovna frekvenca?
Osnovna frekvenca je koncept, o katerem razpravljamo pri stoječih valovih. Predstavljajte si dva enaka vala, ki potujeta v nasprotnih smereh. Ko se ta dva vala srečata, se rezultat imenuje stoječi val. Enačba vala, ki potuje v smeri +x, je y=A sin (ωt – kx), enačba za podoben val, ki potuje v smeri -x, pa je y=A sin (ωt + kx). Po principu superpozicije je nastala valovna oblika prekrivanja teh dveh y=2A sin (kx) cos (ωt). To je enačba stoječega vala. „x“je razdalja od izhodišča; za dano vrednost x postane 2A sin (kx) konstanta. Sin (kx) se spreminja med -1 in +1. Zato je največja amplituda sistema 2A. Osnovna frekvenca je lastnost sistema. Pri osnovni frekvenci oba konca sistema ne oscilirata in sta znana kot vozlišča. Središče sistema niha z največjo amplitudo in je znano kot antinod.
Kakšna je razlika med naravno in osnovno frekvenco?
• Naravna frekvenca je lastnost, ki se nanaša na nihanje, osnovna frekvenca pa je lastnost, ki zadeva valove.
• Vsak sistem ima lastno frekvenco, vendar se osnovna frekvenca pojavlja le v nekaterih sistemih.
• Za osnovno frekvenco je potrebna superpozicija nasprotno potujočih dveh enakih valov, za lastno frekvenco pa je potrebno samo eno nihanje.
