Osnovna frekvencija u odnosu na prirodnu frekvenciju
Prirodna frekvencija i osnovna frekvencija dva su fenomena povezana s valovima koji su vrlo važni. Ovi fenomeni su od velikog značaja u područjima poput glazbe, građevinskih tehnologija, prevencije katastrofa, akustike i većine analiza prirodnih sustava. Od vitalne je važnosti imati jasno razumijevanje ovih koncepata kako biste bili uspješni u takvim poljima. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su osnovna frekvencija i prirodna frekvencija, njihove definicije, primjene, fenomene povezane s prirodnom frekvencijom i osnovnom frekvencijom, njihove sličnosti i konačno razlike između prirodne i osnovne frekvencije.
Što je prirodna frekvencija?
Svaki sustav ima svojstvo koje se zove prirodna frekvencija. Sustav će slijediti ovu frekvenciju, ako se sustavu želi osigurati mala oscilacija. Prirodna frekvencija sustava vrlo je važna. Događaji kao što su potresi i vjetrovi mogu razoriti objekte s istom prirodnom frekvencijom kao i sam događaj. Vrlo je važno razumjeti i mjeriti prirodnu frekvenciju sustava kako bismo ga zaštitili od takvih prirodnih katastrofa. Prirodna frekvencija izravno je povezana s rezonancijom. Kada se sustav (npr. njihalo) malo oscilira, on će se početi njihati. Frekvencija kojom se njiše je prirodna frekvencija sustava. Sada zamislite periodičnu vanjsku silu koja se primjenjuje na sustav. Frekvencija te vanjske sile ne mora nužno biti slična prirodnoj frekvenciji sustava. Ova sila će pokušati oscilirati sustav na frekvenciju sile. To stvara neravnomjeran uzorak. Dio energije vanjske sile apsorbira sustav. Sada razmotrimo slučaj kada su frekvencije iste. U tom slučaju, visak će se slobodno njihati uz maksimalnu energiju apsorbiranu od vanjske sile. To se zove rezonancija. Sustavi kao što su zgrade, elektronički i električni krugovi, optički sustavi, zvučni sustavi, pa čak i biološki sustavi imaju prirodne frekvencije. Mogu biti u obliku impedancije, oscilacije ili superpozicije, ovisno o sustavu.
Što je osnovna frekvencija?
Osnovna frekvencija je koncept o kojem se raspravlja u stojnim valovima. Zamislite dva identična vala koji putuju u suprotnim smjerovima. Kada se ta dva vala susretnu, rezultat se naziva stojni val. Jednadžba vala koji putuje u smjeru +x je y=A sin (ωt – kx), a jednadžba za sličan val koji putuje u smjeru -x je y=A sin (ωt + kx). Prema principu superpozicije, rezultantni valni oblik preklapanja ova dva je y=2A sin (kx) cos (ωt). Ovo je jednadžba stojnog vala. 'x' je udaljenost od ishodišta; za danu x vrijednost, 2A sin (kx) postaje konstanta. Sin (kx) varira između -1 i +1. Stoga je maksimalna amplituda sustava 2A. Osnovna frekvencija je svojstvo sustava. Na osnovnoj frekvenciji, dva kraja sustava ne osciliraju i poznati su kao čvorovi. Središte sustava oscilira s najvećom amplitudom i poznato je kao antinod.
Koja je razlika između prirodne i osnovne frekvencije?
• Prirodna frekvencija je svojstvo koje se odnosi na oscilacije, ali osnovna frekvencija je svojstvo koje se odnosi na valove.
• Svaki sustav ima prirodnu frekvenciju, ali osnovna frekvencija javlja se samo u nekim sustavima.
• Za osnovnu frekvenciju potrebna je superpozicija dva identična vala koja putuju suprotno, ali za prirodnu frekvenciju potrebna je samo jedna oscilacija.
