Vibracije i oscilacije mehaničkih sustava ostaju jedno od najvažnijih područja proučavanja fizike. Gotovo svaki sustav slobodno oscilira ili vibrira na različite načine.
Što sve zajedničko ima oceanska plutača, gitara, dijete u zamahu ili otkucaji srca? Svi osciliraju - što znači da se kreću naprijed i natrag između dvije točke. Samo je ljudsko tijelo riznica vibracijskih pojava. Čak i atomi u našem tijelu vibriraju. Svaki sustav koji oscilira ima nešto zajedničko. To uključuje silu i energiju. Pokrenete pokret tako da dijete gurnete u zamah ili možete povećati energiju atoma koji vibriraju u kristalu s toplinom. Dakle, oscilacije stvaraju valove.
Kakve oscilacije ili valovi imaju zajedničkog? Značajka koja povezuje takve pojave je periodičnost. Jasno je da mali broj temeljnih načela opisuje sve pojave što dokazuje da su zajedničke nego što ste mogli zamisliti. Uočit ćete određeni obrazac ili pokret u svakom fenomenu koji se ponavlja iznova i iznova. Periodično gibanje je pokret koji se iznova i iznova ponavlja u pravilnim intervalima, poput onog kojeg izlaže gitarska žica ili pokret djeteta u naletu i naprijed. Vrijeme dovršetka jednog ciklusa vibracija ili oscilacija naziva se razdobljem vala. Frekvencija se jednostavno odnosi na broj ciklusa oscilacije koja se javljaju u sekundi.
Učestalost vala jednostavno se odnosi na broj potpunih ciklusa ili oscilacija koji se javljaju u jednoj sekundi. Mjeri se u ciklusima u sekundi ili hertz (Hz). Ciklus je jedna potpuna oscilacija i vibracija može biti jedan ili više događaja, dok su oscilacije uglavnom ponavljane u određenom broju ciklusa. Obično se označava slovom „f“ i izražava se:
f = 1 / T, gdje 'T' predstavlja vremensko razdoblje, a 'f' frekvenciju.
Period je obrnut od frekvencije i definira se kao vrijeme potrebno za jedno potpuno obilaženje vibracije ili oscilacije. Jednostavno se odnosi na vrijeme da se nešto povremeno događa, a mjeri se u sekundama po ciklusu. Vremensko razdoblje je uzajamno od frekvencije, što znači da su obje količine obrnuto proporcionalne jedna drugoj. U obliku jednadžbe, period se izražava kao:
T = 1 / f, gdje je 'f' frekvencija, a 'T' vremensko razdoblje.
I termini i frekvencija su povezani jer pokazuju određeni obrazac pomicanja, a opet se razlikuju. Obje su povezane s periodičnim pojavama i često se mešaju jedna s drugom. Razdoblje se odnosi na količinu vremena koje je potrebno valu da završi puni ciklus oscilacija ili vibracije. Suprotno tome, frekvencija se odnosi na broj potpunih ciklusa ili oscilacija koje se javljaju u sekundi. Period je količina povezana s vremenom, dok je učestalost povezana s brzinom. Razdoblje se jednostavno odnosi na vrijeme da se nešto povremeno događa, dok frekvencija znači koliko često se to događa.
Obje su količine obrnuto proporcionalne jedna drugoj. Učestalost je izražena u ciklusima u sekundi, val u sekundi, vibracijama u sekundi itd., A obično se označava slovom “f”. Period se izražava u sekundama po ciklusu. Jedinica frekvencije je Hertz (Hz), a „T“ predstavlja vremensko razdoblje jedne potpune oscilacije. Matematički gledano, obje su količine međusobno jednake. U obliku jednadžbe, učestalost i razdoblje izraženi su kao:
f = 1 / T, gdje je f frekvencija i T je period.
Može se izraziti i:
T = 1 / f
Recimo da nekom valu treba oscilirati prema gore i dolje, što znači da je vremenski period vala 1 sekunda. Učestalost i razdoblje obrnuto su proporcionalni jedni drugima. Budući da se u sekundi događa samo jedan ciklus, frekvencija vala bila bi 1 ciklus u sekundi. A ako je valu trebalo pola sekunde da oscilira čitav ciklus, vrijeme tog vala bilo bi 0,5 sekundi, a frekvencija bi bila 1 / 0,5 = 2, to jest 2 ciklusa u sekundi. Dakle, duže vremensko razdoblje, snizite frekvenciju i obrnuto.
I frekvencija i vremenski period temeljni su parametri valova, međusobno povezani, ali se međusobno razlikuju u pogledu količine. Učestalost vala povezana je s količinom brzine, dok je vremenski period vala povezan s vremenskom količinom. Vremensko razdoblje odnosi se na vrijeme koje je potrebno da val dovrši jedan puni ciklus oscilacija ili vibracija, a to je obrnuto od frekvencije. Frekvencija se odnosi na broj vibracija koje se javljaju u jednoj sekundi, što je obrnuto vremenskom razdoblju. Učestalost se obično mjeri u Hertz (Hz), a razdoblje se mjeri u sekundama. Obje su obrnuto proporcionalne jedna drugoj, što znači da je frekvencija veća, pa je razdoblje niže i obrnuto. Učestalost je označena slovom 'f', a točka je s 'T'.