Ero luonnollisen ja taajuuden välillä

Luonnollinen taajuus vs. taajuus

Värähtelyn taajuus ilmaisee, kuinka usein tapahtuma tapahtuu. Taajuus ja luonnollinen taajuus ovat kaksi erittäin tärkeää käsitettä, joita fysiikassa käsitellään. On välttämätöntä, että ymmärrät taajuuden ja luonnollisen taajuuden, jotta voidaan saavuttaa huippua esimerkiksi aalloilla ja värähtelyillä, kvanttimekaniikalla, rakennustekniikalla, koneenrakennuksella ja monilla muilla aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä taajuus ja luonnollinen taajuus ovat, niiden määritelmät, yhtäläisyydet, sovellukset ja lopuksi ero taajuuden ja luonnollisen taajuuden välillä.

Taajuus

Taajuus on käsite, jota käsitellään objektien jaksollisissa liikkeissä. Taajuuden käsitteen ymmärtämiseksi tarvitaan jaksollisten liikkeiden oikea ymmärtäminen. Jaksollisena liikkeenä voidaan pitää mitä tahansa liikettä, joka toistuu kiinteänä aikana. Auringon ympäri pyörivä planeetta on jaksollinen liike. Maan ympäri kiertävä satelliitti on jaksollinen liike, ja jopa tasapainotuspallojoukon liike on jaksollinen. Suurin osa kohtaamistamme jaksollisista liikkeistä on pyöreitä, lineaarisia tai puolipyöreitä. Jaksollisella liikkeellä on taajuus. Taajuus tarkoittaa sitä, kuinka ”usein” tapahtuma tapahtuu. Yksinkertaisuuden vuoksi otamme taajuuden tapahtumina sekunnissa. Jaksolliset liikkeet voivat olla joko yhdenmukaisia ​​tai epäyhtenäisiä. Yhtenäisellä voi olla tasainen kulmanopeus. Toiminnoilla, kuten amplitudimoduloinnilla, voi olla kaksinkertainen jakso. Ne ovat jaksollisia toimintoja, jotka on kapseloitu muihin jaksollisiin toimintoihin. Jaksollisen liikkeen taajuuden käänteinen arvo antaa ajanjakson jaksolle. Yksinkertaiset harmoniset liikkeet ja vaimennetut harmoniset liikkeet ovat myös jaksollisia liikkeitä. Siksi jaksollisen liikkeen taajuus voidaan saada myös käyttämällä kahden samanlaisen tapahtuman välistä aikaeroa. Yksinkertaisen heilurin taajuus riippuu vain heilurin pituudesta ja painovoimakiihtyvyydestä pienille värähtelyille.

Luonnollinen taajuus

Jokaisella järjestelmällä on omaisuus, jota kutsutaan luonnolliseksi taajuudeksi. Järjestelmä seuraa tätä taajuutta, kun järjestelmälle tarjotaan pieni värähtely. Järjestelmän luonnollinen taajuus on erittäin tärkeä. Tapahtumat, kuten maanjäristykset ja tuulet, voivat tuhota esineitä, joilla on sama luonnollinen taajuus kuin itse tapahtumalla. On erittäin tärkeää ymmärtää ja mitata järjestelmän luonnollinen taajuus suojaamaan sitä tällaisilta luonnonkatastrofeilta. Luonnollinen taajuus liittyy suoraan resonanssiin. Kun järjestelmälle (esimerkiksi heilurille) annetaan pieni värähtely, se alkaa heilahtaa. Taajuus, jolla se heilahtelee, on järjestelmän luonnollinen taajuus. Kuvittele nyt järjestelmään kohdistuva määräaikainen ulkoinen voima. Tämän ulkoisen voiman taajuus ei välttämättä ole samanlainen kuin järjestelmän luonnollinen taajuus. Tämä voima yrittää heilauttaa järjestelmää voiman taajuuteen. Tämä luo epätasaisen kuvion. Järjestelmä absorboi jonkin verran ulkoisen voiman energiaa. Tarkastellaan nyt tapausta, jossa taajuudet ovat samat. Tässä tapauksessa heiluri heilahtaa vapaasti ulkoisella voimalla absorboituneen enimmäisenergian avulla. Tätä kutsutaan resonanssiksi. Järjestelmillä kuten rakennuksilla, elektronisilla ja sähköisillä piireillä, optisilla järjestelmillä, äänijärjestelmillä ja jopa biologisilla järjestelmillä on luonnolliset taajuudet. Ne voivat olla impedanssin, värähtelyn tai superposition muodossa järjestelmästä riippuen.