Amplitudine vs Frecvență
Amplitudinea și frecvența sunt două dintre proprietățile de bază ale mișcărilor periodice. O înțelegere adecvată a acestor concepte este necesară în studiul mișcărilor, cum ar fi mișcările armonice simple și mișcările armonice amortizate. În acest articol, vom discuta despre ce sunt frecvența și amplitudinea, definițiile lor, măsurarea și dependențele amplitudinii și frecvenței și, în final, diferența dintre amplitudine și frecvență.
Frecvență
Frecvența este un concept discutat în mișcările periodice ale obiectelor. Pentru a înțelege conceptul de frecvență, este necesară o înțelegere adecvată a mișcărilor periodice. O mișcare periodică poate fi considerată ca orice mișcare care se repetă într-o perioadă de timp fixă. O planetă care se învârte în jurul Soarelui este o mișcare periodică. Un satelit care orbitează în jurul Pământului este o mișcare periodică, chiar și mișcarea unei bile de echilibru este o mișcare periodică. Majoritatea mișcărilor periodice pe care le întâlnim sunt circulare, liniare sau semicirculare. O mișcare periodică are o frecvență. Frecvența înseamnă cât de „frecvent” este evenimentul. Pentru simplitate, luăm frecvența ca apariții pe secundă. Mișcările periodice pot fi fie uniforme, fie neuniforme. O uniformă poate avea o viteză unghiulară uniformă. Funcții precum modularea în amplitudine pot avea perioade duble. Sunt funcții periodice încapsulate în alte funcții periodice. Inversaul frecvenței mișcării periodice dă timpul pentru o perioadă. Mișcările armonice simple și mișcările armonice amortizate sunt, de asemenea, mișcări periodice. Astfel, frecvența unei mișcări periodice poate fi obținută și folosind diferența de timp dintre două apariții similare. Frecvența unui pendul simplu depinde doar de lungimea pendulului și de accelerația gravitațională pentru oscilații mici.
Amplitudine
Amplitudinea este, de asemenea, o proprietate foarte importantă a unei mișcări periodice. Pentru a înțelege conceptul de amplitudine, trebuie înțelese proprietățile mișcărilor armonice. O mișcare armonică simplă este o mișcare astfel încât relația dintre deplasare și viteză ia forma a=-ω2x unde „a” este accelerația și „x” este deplasare. Accelerația și deplasarea sunt antiparalele. Aceasta înseamnă că forța netă asupra obiectului este și pe direcția accelerației. Această relație descrie o mișcare în care obiectul oscilează în jurul unui punct central. Se poate observa că atunci când deplasarea este zero, forța netă asupra obiectului este, de asemenea, zero. Acesta este punctul de echilibru al oscilației. Deplasarea maximă a obiectului față de punctul de echilibru este cunoscută sub numele de amplitudinea oscilației. Amplitudinea unei oscilații armonice simple depinde strict de energia mecanică totală a sistemului. Pentru un sistem arc simplu – masă, dacă energia internă totală este E, amplitudinea este egală cu 2E/k, unde k este constanta arcului. La acea amplitudine, viteza instantanee este zero; prin urmare, energia cinetică este, de asemenea, zero. Energia totală a sistemului este sub formă de energie potențială. În punctul de echilibru, energia potențială devine zero.
Care este diferența dintre amplitudine și frecvență?
• Amplitudinea depinde strict de energia totală a sistemului, în timp ce frecvența unei oscilații depinde de proprietățile oscilatorului însuși.
• Pentru un sistem dat, amplitudinea poate fi modificată, dar frecvența nu.
