Fundamentalna frekvencija naspram prirodne frekvencije
Prirodna frekvencija i osnovna frekvencija su dva fenomena povezana sa talasima koja su veoma važna. Ovi fenomeni su od velikog značaja u oblastima kao što su muzika, građevinske tehnologije, prevencija katastrofa, akustika i većina analiza prirodnih sistema. Od vitalnog je značaja imati jasno razumijevanje ovih koncepata kako biste bili izvrsni u takvim poljima. U ovom članku ćemo raspravljati o tome što su osnovna frekvencija i prirodna frekvencija, njihove definicije, primjene, fenomeni povezani s prirodnom frekvencijom i osnovnom frekvencijom, njihovim sličnostima i konačno razlikama između prirodne frekvencije i osnovne frekvencije.
Šta je prirodna frekvencija?
Svaki sistem ima svojstvo koje se zove prirodna frekvencija. Sistem će pratiti ovu frekvenciju, ako sistem treba da ima male oscilacije. Prirodna frekvencija sistema je veoma važna. Događaji kao što su zemljotresi i vjetrovi mogu uništiti objekte sa istom prirodnom frekvencijom kao i sam događaj. Veoma je važno razumjeti i izmjeriti prirodnu frekvenciju sistema kako bismo ga zaštitili od ovakvih prirodnih katastrofa. Prirodna frekvencija je direktno povezana sa rezonancijom. Kada se sistemu (npr. klatno) da mala oscilacija, on će početi da se ljulja. Frekvencija kojom se ljulja je prirodna frekvencija sistema. Sada zamislite periodičnu spoljnu silu koja se primenjuje na sistem. Frekvencija ove vanjske sile ne mora nužno biti slična prirodnoj frekvenciji sistema. Ova sila će pokušati oscilirati sistem na frekvenciju sile. Ovo stvara neujednačen uzorak. Nešto energije iz vanjske sile apsorbira sistem. Sada razmotrimo slučaj u kojem su frekvencije iste. U tom slučaju, klatno će se slobodno ljuljati s maksimalnom energijom apsorbovanom od vanjske sile. Ovo se zove rezonancija. Sistemi kao što su zgrade, elektronska i električna kola, optički sistemi, zvučni sistemi, pa čak i biološki sistemi imaju prirodne frekvencije. Mogu biti u obliku impedanse, oscilacije ili superpozicije, u zavisnosti od sistema.
Šta je osnovna frekvencija?
Fundamentalna frekvencija je koncept o kojem se raspravlja u stajaćim talasima. Zamislite dva identična talasa, koji putuju u suprotnim smjerovima. Kada se ova dva talasa sretnu, rezultat se naziva stojeći talas. Jednačina vala koji putuje u smjeru +x je y=A sin (ωt – kx), a jednačina za sličan val koji putuje u smjeru -x je y=A sin (ωt + kx). Po principu superpozicije, rezultujući talasni oblik preklapanja ova dva je y=2A sin (kx) cos (ωt). Ovo je jednačina stajaćeg talasa. 'x' je udaljenost od početka; za datu vrijednost x, 2A sin (kx) postaje konstanta. Sin (kx) varira između -1 i +1. Stoga je maksimalna amplituda sistema 2A. Osnovna frekvencija je svojstvo sistema. Na osnovnoj frekvenciji, dva kraja sistema ne osciliraju i poznati su kao čvorovi. Centar sistema osciluje sa maksimalnom amplitudom i poznat je kao antičvor.
Koja je razlika između prirodne frekvencije i osnovne frekvencije?
• Prirodna frekvencija je svojstvo koje se odnosi na oscilacije, ali osnovna frekvencija je svojstvo koje se odnosi na valove.
• Svaki sistem ima prirodnu frekvenciju, ali osnovna frekvencija se javlja samo u nekim sistemima.
• Za osnovnu frekvenciju, potrebna je superpozicija suprotno putujućih dva identična talasa, ali za prirodnu frekvenciju potrebna je samo jedna oscilacija.
