Amplituda u odnosu na frekvenciju
Amplituda i frekvencija su dva osnovna svojstva periodičnih kretanja. Pravilno razumijevanje ovih koncepata potrebno je u proučavanju kretanja kao što su jednostavna harmonijska kretanja i prigušena harmonijska kretanja. U ovom članku ćemo raspravljati o tome šta su frekvencija i amplituda, njihove definicije, mjerenje i ovisnosti amplitude i frekvencije, i konačno o razlici između amplitude i frekvencije.
Učestalost
Frekvencija je koncept o kojem se raspravlja u periodičnim kretanjima objekata. Da bismo razumjeli koncept frekvencije, potrebno je pravilno razumijevanje periodičnih kretanja. Periodično kretanje se može smatrati bilo kojim kretanjem koje se ponavlja u određenom vremenskom periodu. Planeta koja se okreće oko Sunca je periodično kretanje. Satelit koji kruži oko Zemlje je periodično kretanje, čak je i kretanje balansne lopte periodično kretanje. Većina periodičnih kretanja s kojima se susrećemo su kružna, linearna ili polukružna. Periodično kretanje ima frekvenciju. Učestalost znači koliko je događaj “čest”. Radi jednostavnosti, uzimamo frekvenciju kao pojavljivanja u sekundi. Periodična kretanja mogu biti ujednačena ili neujednačena. Uniforma može imati ujednačenu ugaonu brzinu. Funkcije kao što je amplitudna modulacija mogu imati dvostruke periode. To su periodične funkcije sadržane u drugim periodičnim funkcijama. Inverzna frekvencija periodičnog kretanja daje vrijeme za period. Prosta harmonijska kretanja i prigušena harmonijska kretanja su takođe periodična kretanja. Tako se frekvencija periodičnog kretanja može dobiti i korištenjem vremenske razlike između dvije slične pojave. Frekvencija jednostavnog klatna zavisi samo od dužine klatna i gravitacionog ubrzanja za male oscilacije.
Amplituda
Amplituda je takođe veoma važno svojstvo periodičnog kretanja. Da bismo razumjeli koncept amplitude, moraju se razumjeti svojstva harmonijskih kretanja. Jednostavno harmonijsko kretanje je kretanje takvo da odnos između pomaka i brzine ima oblik a=-ω2x gdje je "a" ubrzanje, a "x" pomak. Ubrzanje i pomak su antiparalelni. To znači da je neto sila na objekt također u smjeru ubrzanja. Ovaj odnos opisuje kretanje u kojem objekt oscilira oko centralne tačke. Može se vidjeti da kada je pomak nula, neto sila na objekt je također nula. Ovo je ravnotežna tačka oscilacije. Maksimalni pomak objekta od ravnotežne tačke poznat je kao amplituda oscilacije. Amplituda jednostavne harmonijske oscilacije striktno zavisi od ukupne mehaničke energije sistema. Za jednostavan sistem opruga – masa, ako je ukupna unutrašnja energija E, amplituda je jednaka 2E/k, gdje je k konstanta opruge. Pri toj amplitudi, trenutna brzina je nula; time je i kinetička energija nula. Ukupna energija sistema je u obliku potencijalne energije. U tački ravnoteže, potencijalna energija postaje nula.
Koja je razlika između amplitude i frekvencije?
• Amplituda striktno zavisi od ukupne energije sistema, dok frekvencija oscilacije zavisi od svojstava samog oscilatora.
• Za dati sistem, amplituda se može promijeniti, ali frekvencija ne može.
