Freqüència natural versus freqüència
La freqüència d'una oscil·lació indica la freqüència amb què es produeix un esdeveniment. La freqüència i la freqüència natural són dos conceptes molt importants que es discuteixen a la física. És vital tenir una comprensió adequada de la freqüència i la freqüència natural per sobresortir en camps com les ones i vibracions, la mecànica quàntica, l'enginyeria de la construcció, l'enginyeria mecànica i diversos altres camps. En aquest article, parlarem de què són la freqüència i la freqüència natural, les seves definicions, semblances, aplicacions i, finalment, la diferència entre freqüència i freqüència natural.
Freqüència
La freqüència és un concepte discutit en els moviments periòdics dels objectes. Per entendre el concepte de freqüència, cal una comprensió adequada dels moviments periòdics. Un moviment periòdic es pot considerar com qualsevol moviment que es repeteix en un temps determinat. Un planeta que gira al voltant del sol és un moviment periòdic. Un satèl·lit que orbita al voltant de la terra és un moviment periòdic, i fins i tot el moviment d'un conjunt de boles d'equilibri és un moviment periòdic. La majoria dels moviments periòdics que trobem són circulars, lineals o semicirculars. Un moviment periòdic té una freqüència. La freqüència significa la "freqüència" de l'esdeveniment. Per simplificar, prenem la freqüència com a ocurrències per segon. Els moviments periòdics poden ser uniformes o no uniformes. Un uniforme pot tenir una velocitat angular uniforme. Funcions com la modulació d'amplitud poden tenir períodes dobles. Són funcions periòdiques encapsulades en altres funcions periòdiques. La inversa de la freqüència del moviment periòdic dóna el temps d'un període. Els moviments harmònics simples i els moviments harmònics esmorteïts també són moviments periòdics. Així, la freqüència d'un moviment periòdic també es pot obtenir utilitzant la diferència de temps entre dues ocurrències similars. La freqüència d'un pèndol simple només depèn de la longitud del pèndol i de l'acceleració gravitatòria per a petites oscil·lacions.
Freqüència natural
Cada sistema té una propietat anomenada freqüència natural. El sistema seguirà aquesta freqüència, quan el sistema tingui una petita oscil·lació. La freqüència natural d'un sistema és molt important. Esdeveniments com els terratrèmols i els vents poden destruir objectes amb la mateixa freqüència natural que el propi esdeveniment. És molt important entendre i mesurar la freqüència natural d'un sistema per tal de protegir-lo d'aquests desastres naturals. La freqüència natural està directament relacionada amb la ressonància. Quan un sistema (per exemple, un pèndol) rep una petita oscil·lació, començarà a oscil·lar. La freqüència amb què oscil·la és la freqüència natural del sistema. Ara imagineu una força externa periòdica aplicada al sistema. La freqüència d'aquesta força externa no necessàriament és similar a la freqüència natural del sistema. Aquesta força intentarà fer oscil·lar el sistema a la freqüència de la força. Això crea un patró desigual. Una part de l'energia de la força externa és absorbida pel sistema. Considerem ara el cas en què les freqüències són les mateixes. En aquest cas, el pèndol oscil·larà lliurement amb la màxima energia absorbida de la força externa. Això s'anomena ressonància. Sistemes com edificis, circuits electrònics i elèctrics, sistemes òptics, sistemes de so i fins i tot sistemes biològics tenen freqüències naturals. Poden tenir forma d'impedància, oscil·lació o superposició segons el sistema.
Quina diferència hi ha entre la freqüència i la freqüència natural?
• La freqüència és un terme que s'utilitza habitualment per descriure la freqüència amb què es produeix un esdeveniment, mentre que la freqüència natural es refereix a una freqüència especial per a un sistema dinàmic determinat.
• La freqüència d'un sistema pot prendre qualsevol valor, però la freqüència natural d'un sistema determinat és un valor específic.
