Az amplitúdó és a frekvencia közötti különbség

Amplitúdó és frekvencia

Az amplitúdó és a frekvencia a periodikus mozgások két alapvető tulajdonsága. E fogalmak megfelelő megértése szükséges az olyan mozgások tanulmányozásakor, mint az egyszerű harmonikus mozgások és a tompított harmonikus mozgások. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a frekvencia és az amplitúdó, azok meghatározásai, az amplitúdó és frekvencia mérése és függőségei, végül az amplitúdó és frekvencia közötti különbség.

Frekvencia

A frekvencia egy fogalom, amelyet tárgyak periodikus mozgásai tárgyalnak. A frekvencia fogalmának megértéséhez szükség van a periodikus mozgások megfelelő megértésére. Periódikus mozgásnak tekinthető minden olyan mozgás, amely egy meghatározott időtartam alatt megismétlődik. A Nap körül forgó bolygó periodikus mozgás. A föld körül keringő műhold periodikus mozgás, még az egyensúlyi golyókészlet mozgása is periodikus mozgás. A periodikus mozgások többsége kör, lineáris vagy félkör alakú. Az időszakos mozgásnak frekvenciája van. A frekvencia azt jelenti, hogy az esemény milyen „gyakori”. Az egyszerűség kedvéért másodpercenként előfordulási gyakoriságot veszünk. Az időszakos mozgások lehetnek egyenletesek vagy egyenetlenek. Az egyenruhának egyenletes szögsebessége lehet. Az olyan funkciók, mint az amplitúdó moduláció, kettős periódussal rendelkezhetnek. Periódikus függvények, amelyek be vannak ágyazva más periodikus függvényekbe. A periódusos mozgás frekvenciájának inverze megadja az időt egy adott periódusra. Az egyszerű harmonikus mozgások és a tompított harmonikus mozgások szintén periodikus mozgások. Ezáltal egy periodikus mozgás gyakoriságát is elérhetjük két hasonló esemény közötti időeltolódás felhasználásával. Az egyszerű inga gyakorisága csak az inga hosszától és a gravitációs gyorsulástól függ, kis rezgések esetén.

Amplitúdó

Az amplitúdó is egy nagyon fontos tulajdonsága a periodikus mozgásnak. Az amplitúdó fogalmának megértéséhez meg kell érteni a harmonikus mozgások tulajdonságait. Egy egyszerű harmonikus mozgás olyan mozgás, amelyben az elmozdulás és a sebesség közötti kapcsolat a = -ω formában van²x ahol „a” a gyorsulás és „x” az elmozdulás. A gyorsulás és az elmozdulás párhuzamos. Ez azt jelenti, hogy a tárgyra kifejtett nettó erő a gyorsulás irányára is irányul. Ez a kapcsolat egy mozgást ír le, ahol az objektum egy központi pont körül oszcillál. Látható, hogy ha az elmozdulás nulla, akkor a tárgyra nettó erő is nulla. Ez az oszcilláció egyensúlyi pontja. A tárgy maximális eltolódása az egyensúlyi pontból az oszcilláció amplitúdója. Az egyszerű harmonikus rezgés amplitúdója szigorúan a rendszer teljes mechanikai energiájától függ. Egy egyszerű rugós tömegű rendszer esetén, ha a teljes belső energia E, az amplitúdó egyenlő 2E / k-val, ahol k a rugó rugóállandója. Ezen az amplitúdónál a pillanatnyi sebesség nulla; ezáltal a kinetikus energia szintén nulla. A rendszer teljes energiája potenciális energia formájában van. Az egyensúlyi ponton a potenciális energia nulla lesz.