Diferența dintre frecvența fundamentală și frecvența naturală

Frecvența fundamentală vs. Frecvența naturală
 

Frecvența naturală și frecvența fundamentală sunt două fenomene legate de valuri, care sunt foarte importante. Aceste fenomene au o mare importanță în domenii precum muzica, tehnologiile de construcție, prevenirea dezastrelor, acustica și cea mai mare parte a analizei naturale a sistemului. Este vital să avem o înțelegere clară în aceste concepte pentru a excela în astfel de domenii. În acest articol vom discuta despre frecvența fundamentală și frecvența naturală, definițiile, aplicațiile, fenomenele legate de frecvența naturală și frecvența fundamentală, asemănările lor și, în final, diferențele dintre frecvența naturală și frecvența fundamentală.

Ce este frecvența naturală?

Fiecare sistem are o proprietate numită frecvența naturală. Sistemul va urma această frecvență, dacă sistemul va fi prevăzut cu o mică oscilație. Frecvența naturală a unui sistem este foarte importantă. Evenimente precum cutremurele și vânturile pot distruge obiecte cu aceeași frecvență naturală ca și evenimentul în sine. Este foarte important să se înțeleagă și să se măsoare frecvența naturală a unui sistem pentru a fi protejat de astfel de dezastre naturale. Frecvența naturală este direct legată de rezonanță. Atunci când un sistem (de exemplu un pendul) este dat o oscilație mică, acesta va începe să se balanseze. Frecvența cu care se leagă este frecvența naturală a sistemului. Acum imaginați-vă o forță externă periodică aplicată sistemului. Frecvența acestei forțe externe nu este neapărat similară cu frecvența naturală a sistemului. Această forță va încerca să oscileze sistemul la frecvența forței. Acest lucru creează un model neuniform. Unele energii din forța externă sunt absorbite de sistem. Acum, să luăm în considerare cazul în care frecvențele sunt aceleași. În acest caz, pendulul se va balansa liber cu energia maximă absorbită de forța exterioară. Aceasta se numește rezonanță. Sistemele precum clădirile, circuitele electronice și electrice, sistemele optice, sistemele de sunet și chiar sistemele biologice au frecvențe naturale. Ele pot fi sub formă de impedanță, oscilație sau suprapunere, în funcție de sistem.

Ce este Frecvența fundamentală?

Frecvența fundamentală este un concept discutat în valuri în picioare. Imaginați-vă două valuri identice, care călătoresc în direcții opuse. Când aceste două valuri se întâlnesc, rezultatul este numit un val în picioare. Ecuația unui val care se deplasează în direcția + x este y = A sin (ωt - kx), iar ecuația pentru o undă similară care se deplasează în direcția -x este y = A sin (ωt + kx). Prin principiul suprapunerii, forma de undă rezultată din suprapunerea acestor două este y = 2A sin (kx) cos (ωt). Aceasta este ecuația unui val în picioare. "x" fiind distanța de la origine; pentru o valoare x dată, sinusul 2A (kx) devine o constantă. Păcatul (kx) variază între -1 și +1. Prin urmare, amplitudinea maximă a sistemului este de 2A. Frecvența fundamentală este o proprietate a sistemului. La frecvența fundamentală, cele două capete ale sistemelor nu oscilează și sunt cunoscute ca noduri. Centrul sistemului oscilează cu amplitudinea maximă și este cunoscut ca antinod.