Amplituda u odnosu na frekvenciju
Amplituda i frekvencija dva su osnovna svojstva periodičkih gibanja. Pravilno razumijevanje ovih koncepata potrebno je u proučavanju gibanja kao što su jednostavna harmonijska gibanja i prigušena harmonijska gibanja. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su frekvencija i amplituda, njihovim definicijama, mjerenju i ovisnostima amplitude i frekvencije i konačno o razlici između amplitude i frekvencije.
Frekvencija
Frekvencija je koncept o kojem se raspravlja u periodičkim gibanjima objekata. Da bismo razumjeli koncept frekvencije, potrebno je pravilno razumijevanje periodičnih gibanja. Periodično gibanje može se smatrati bilo kojim gibanjem koje se ponavlja u određenom vremenskom razdoblju. Planet koji se okreće oko Sunca je periodično gibanje. Satelit koji kruži oko Zemlje je periodično gibanje, čak je i kretanje kugle za ravnotežu periodično gibanje. Većina periodičnih gibanja s kojima se susrećemo su kružna, linearna ili polukružna. Periodično gibanje ima frekvenciju. Učestalost znači koliko je događaj "čest". Radi jednostavnosti, frekvenciju uzimamo kao pojavljivanja u sekundi. Periodična gibanja mogu biti jednolika ili nejednolika. Uniforma može imati jednoliku kutnu brzinu. Funkcije kao što je amplitudna modulacija mogu imati dvostruke periode. To su periodičke funkcije uklopljene u druge periodičke funkcije. Inverzna vrijednost frekvencije periodičkog gibanja daje vrijeme za period. Jednostavna harmonijska gibanja i prigušena harmonijska gibanja također su periodična gibanja. Stoga se frekvencija periodičkog gibanja također može dobiti pomoću vremenske razlike između dva slična pojavljivanja. Frekvencija jednostavnog njihala ovisi samo o duljini njihala i gravitacijskom ubrzanju za male oscilacije.
amplituda
Amplituda je također vrlo važno svojstvo periodičkog gibanja. Da bismo razumjeli koncept amplitude, moramo razumjeti svojstva harmonijskih gibanja. Jednostavno harmonično gibanje je takvo gibanje da odnos između pomaka i brzine ima oblik a=-ω2x gdje je "a" ubrzanje, a "x" je istisnina. Akceleracija i pomak su antiparalelni. To znači da je neto sila na objekt također u smjeru ubrzanja. Ovaj odnos opisuje gibanje gdje objekt oscilira oko središnje točke. Može se vidjeti da kada je pomak nula, neto sila na objekt je također nula. To je točka ravnoteže oscilacije. Maksimalni pomak objekta od točke ravnoteže poznat je kao amplituda oscilacije. Amplituda jednostavne harmonijske oscilacije strogo ovisi o ukupnoj mehaničkoj energiji sustava. Za jednostavan sustav opruga – masa, ako je ukupna unutarnja energija E, amplituda je jednaka 2E/k, gdje je k konstanta opruge. Pri toj amplitudi trenutna brzina je nula; time je i kinetička energija nula. Ukupna energija sustava je u obliku potencijalne energije. U točki ravnoteže potencijalna energija postaje nula.
Koja je razlika između amplitude i frekvencije?
• Amplituda strogo ovisi o ukupnoj energiji sustava, dok frekvencija oscilacije ovisi o svojstvima samog oscilatora.
• Za određeni sustav, amplituda se može promijeniti, ali frekvencija ne može.
