Φυσική συχνότητα vs συχνότητα
Η συχνότητα μιας ταλάντωσης υποδεικνύει πόσο συχνά συμβαίνει ένα συμβάν. Η συχνότητα και η φυσική συχνότητα είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες που συζητούνται στη φυσική. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε σωστή κατανόηση της συχνότητας και της φυσικής συχνότητας προκειμένου να διαπρέψουμε σε τομείς όπως τα κύματα και οι δονήσεις, η κβαντομηχανική, η μηχανική κατασκευών, η μηχανολογία και διάφορα άλλα πεδία. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η συχνότητα και η φυσική συχνότητα, οι ορισμοί, οι ομοιότητες, οι εφαρμογές τους και τέλος η διαφορά μεταξύ συχνότητας και φυσικής συχνότητας.
Συχνότητα
Η συχνότητα είναι μια έννοια που συζητείται σε περιοδικές κινήσεις αντικειμένων. Για να κατανοήσουμε την έννοια της συχνότητας, απαιτείται σωστή κατανόηση των περιοδικών κινήσεων. Περιοδική κίνηση μπορεί να θεωρηθεί κάθε κίνηση που επαναλαμβάνεται σε σταθερό χρόνο. Ένας πλανήτης που περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο είναι μια περιοδική κίνηση. Ένας δορυφόρος σε τροχιά γύρω από τη γη είναι μια περιοδική κίνηση, και ακόμη και η κίνηση ενός σετ μπάλας ισορροπίας είναι μια περιοδική κίνηση. Οι περισσότερες από τις περιοδικές κινήσεις που συναντάμε είναι κυκλικές, γραμμικές ή ημικυκλικές. Μια περιοδική κίνηση έχει συχνότητα. Η συχνότητα σημαίνει πόσο «συχνό» συμβαίνει το συμβάν. Για απλότητα, λαμβάνουμε τη συχνότητα ως τις εμφανίσεις ανά δευτερόλεπτο. Οι περιοδικές κινήσεις μπορεί να είναι είτε ομοιόμορφες είτε μη ομοιόμορφες. Μια στολή μπορεί να έχει ομοιόμορφη γωνιακή ταχύτητα. Λειτουργίες όπως η διαμόρφωση πλάτους μπορεί να έχουν διπλές περιόδους. Είναι περιοδικές συναρτήσεις ενθυλακωμένες σε άλλες περιοδικές συναρτήσεις. Το αντίστροφο της συχνότητας της περιοδικής κίνησης δίνει το χρόνο για μια περίοδο. Οι απλές αρμονικές κινήσεις και οι αποσβεσμένες αρμονικές κινήσεις είναι επίσης περιοδικές κινήσεις. Έτσι, η συχνότητα μιας περιοδικής κίνησης μπορεί επίσης να ληφθεί χρησιμοποιώντας τη διαφορά χρόνου μεταξύ δύο παρόμοιων περιστατικών. Η συχνότητα ενός απλού εκκρεμούς εξαρτάται μόνο από το μήκος του εκκρεμούς και τη βαρυτική επιτάχυνση για μικρές ταλαντώσεις.
Φυσική συχνότητα
Κάθε σύστημα έχει μια ιδιότητα που ονομάζεται φυσική συχνότητα. Το σύστημα θα ακολουθεί αυτή τη συχνότητα, όταν το σύστημα παρέχεται με μια μικρή ταλάντωση. Η φυσική συχνότητα ενός συστήματος είναι πολύ σημαντική. Γεγονότα όπως οι σεισμοί και οι άνεμοι μπορούν να προκαλέσουν καταστροφή σε αντικείμενα με την ίδια φυσική συχνότητα με το ίδιο το γεγονός. Είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε και να μετρήσουμε τη φυσική συχνότητα ενός συστήματος προκειμένου να το προστατεύσουμε από τέτοιες φυσικές καταστροφές. Η φυσική συχνότητα σχετίζεται άμεσα με τον συντονισμό. Όταν σε ένα σύστημα (π.χ. σε ένα εκκρεμές) δοθεί μια μικρή ταλάντωση, θα αρχίσει να ταλαντεύεται. Η συχνότητα με την οποία ταλαντεύεται είναι η φυσική συχνότητα του συστήματος. Τώρα φανταστείτε μια περιοδική εξωτερική δύναμη που εφαρμόζεται στο σύστημα. Η συχνότητα αυτής της εξωτερικής δύναμης δεν είναι απαραίτητα παρόμοια με τη φυσική συχνότητα του συστήματος. Αυτή η δύναμη θα προσπαθήσει να ταλαντώσει το σύστημα στη συχνότητα της δύναμης. Αυτό δημιουργεί ένα ανομοιόμορφο μοτίβο. Κάποια ενέργεια από την εξωτερική δύναμη απορροφάται από το σύστημα. Ας εξετάσουμε τώρα την περίπτωση όπου οι συχνότητες είναι ίδιες. Σε αυτή την περίπτωση, το εκκρεμές θα ταλαντεύεται ελεύθερα με τη μέγιστη ενέργεια που απορροφάται από την εξωτερική δύναμη. Αυτό ονομάζεται συντονισμός. Συστήματα όπως κτίρια, ηλεκτρονικά και ηλεκτρικά κυκλώματα, οπτικά συστήματα, συστήματα ήχου, ακόμη και βιολογικά συστήματα έχουν φυσικές συχνότητες. Μπορούν να έχουν τη μορφή σύνθετης αντίστασης, ταλάντωσης ή υπέρθεσης ανάλογα με το σύστημα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Συχνότητας και Φυσικής Συχνότητας;
• Συχνότητα είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται συνήθως για να περιγράψει πόσο συχνά συμβαίνει ένα συμβάν, ενώ η φυσική συχνότητα αναφέρεται σε μια ειδική συχνότητα για ένα δεδομένο δυναμικό σύστημα.
• Η συχνότητα ενός συστήματος μπορεί να πάρει οποιαδήποτε τιμή, αλλά η φυσική συχνότητα ενός δεδομένου συστήματος είναι μια συγκεκριμένη τιμή.
