Loomulik sagedus vs sagedus
Võnkumise sagedus näitab, kui sageli sündmus esineb. Sagedus ja omasagedus on kaks väga olulist mõistet, mida füüsikas arutatakse. Väga oluline on omada korralikku arusaamist sagedusest ja omasagedusest, et silma paista sellistes valdkondades nagu lained ja vibratsioonid, kvantmehaanika, ehitustehnika, masinaehitus ja mitmed muud valdkonnad. Selles artiklis arutame, mis on sagedus ja omasagedus, nende määratlused, sarnasused, rakendused ja lõpuks erinevus sageduse ja omasageduse vahel.
Sagedus
Sagedus on mõiste, mida käsitletakse objektide perioodiliste liikumiste puhul. Sageduse mõiste mõistmiseks on vaja perioodilisi liikumisi õigesti mõista. Perioodiliseks liikumiseks võib pidada mis tahes liikumist, mis kordub kindla aja jooksul. Päikese ümber tiirlev planeet on perioodiline liikumine. Maa ümber tiirlev satelliit on perioodiline liikumine ja isegi tasakaalukuulikomplekti liikumine on perioodiline liikumine. Enamik perioodilisi liikumisi, mida me kohtame, on ringikujulised, lineaarsed või poolringikujulised. Perioodilisel liikumisel on sagedus. Sagedus tähendab, kui sageli sündmus aset leiab. Lihtsuse huvides võtame sageduse esinemissagedusena sekundis. Perioodilised liikumised võivad olla ühtlased või ebaühtlased. Ühtlane nurkkiirus võib olla ühtlane. Funktsioonidel, nagu amplituudmodulatsioon, võivad olla topeltperioodid. Need on perioodilised funktsioonid, mis on kapseldatud teistesse perioodilistesse funktsioonidesse. Perioodilise liikumise sageduse pöördväärtus annab perioodi aja. Lihtsad harmoonilised liikumised ja summutatud harmoonilised liikumised on samuti perioodilised liikumised. Seeläbi saab perioodilise liikumise sagedust saada ka kahe sarnase sündmuse ajavahet kasutades. Lihtsa pendli sagedus sõltub ainult pendli pikkusest ja väikeste võnkumiste gravitatsioonikiirendusest.
Looduslik sagedus
Igal süsteemil on omadus, mida nimetatakse omasageduseks. Süsteem järgib seda sagedust, kui süsteem on varustatud väikese võnkumisega. Süsteemi loomulik sagedus on väga oluline. Sellised sündmused nagu maavärinad ja tuuled võivad objekte hävitada sama loomuliku sagedusega kui sündmus ise. Väga oluline on mõista ja mõõta süsteemi loomulikku sagedust, et kaitsta seda selliste loodusõnnetuste eest. Omasagedus on otseselt seotud resonantsiga. Kui süsteemile (nt pendlile) antakse väike võnkumine, hakkab see kõikuma. Selle kõikumise sagedus on süsteemi loomulik sagedus. Kujutage nüüd ette süsteemile rakendatavat perioodilist välisjõudu. Selle välisjõu sagedus ei pruugi olla sarnane süsteemi omasagedusele. See jõud püüab süsteemi võnkuda jõu sagedusele. See loob ebaühtlase mustri. Osa välisjõust saadavat energiat neelab süsteem. Vaatleme nüüd juhtumit, kus sagedused on samad. Sel juhul liigub pendel vab alt maksimaalselt välisjõust neelatud energiaga. Seda nimetatakse resonantsiks. Süsteemidel, nagu hooned, elektroonika- ja elektriahelad, optilised süsteemid, helisüsteemid ja isegi bioloogilised süsteemid, on loomulikud sagedused. Need võivad olenev alt süsteemist olla impedantsi, võnkumise või superpositsiooni kujul.
Mis vahe on sagedusel ja loomulikul sagedusel?
• Sagedus on termin, mida tavaliselt kasutatakse sündmuse esinemise sageduse kirjeldamiseks, samas kui loomulik sagedus viitab antud dünaamilise süsteemi erisagedusele.
• Süsteemi sagedus võib võtta mis tahes väärtuse, kuid antud süsteemi loomulik sagedus on konkreetne väärtus.
