Razlika između osnovne i prirodne frekvencije

Osnovna frekvencija vs prirodna frekvencija
 

Prirodna frekvencija i osnovna frekvencija dvije su valne pojave koje su vrlo važne. Te su pojave od velikog značaja u područjima poput glazbe, građevinskih tehnologija, sprečavanja katastrofa, akustike i većine analiza prirodnog sustava. Ključno je imati jasno razumijevanje ovih koncepata kako bi se postigla vrhunac u takvim područjima. U ovom ćemo članku razgovarati o tome koja je temeljna frekvencija i prirodna frekvencija, njihove definicije, primjene, pojave povezane s prirodnom frekvencijom i osnovnom frekvencijom, njihove sličnosti i na kraju razlike između prirodne i osnovne frekvencije.

Što je prirodna frekvencija?

Svaki sustav ima svojstvo koje se naziva prirodna frekvencija. Sustav će slijediti ovu frekvenciju, ako se želi osigurati mala oscilacija sustava. Prirodna frekvencija sustava vrlo je važna. Događaji poput zemljotresa i vjetra mogu uništiti predmete s istom prirodnom frekvencijom kao i sam događaj. Vrlo je važno razumjeti i mjeriti prirodnu frekvenciju sustava kako bi se zaštitio od takvih prirodnih katastrofa. Prirodna frekvencija izravno je povezana s rezonancom. Kad sustav (npr. Klatno) dobije malu oscilaciju, počet će se njihati. Frekvencija kojom se ljulja prirodna je frekvencija sustava. Zamislite sada periodičnu vanjsku silu koja se primjenjuje na sustav. Frekvencija ove vanjske sile nije nužno slična prirodnoj frekvenciji sustava. Ova sila će pokušati oscilirati sustav na frekvenciju sile. To stvara neravni uzorak. Sustav apsorbira određenu energiju vanjske sile. Sada razmotrimo slučaj gdje su frekvencije iste. U tom će se slučaju klatno slobodno njihati s maksimalnom energijom koju apsorbira vanjska sila. To se zove rezonanca. Sustavi kao što su zgrade, elektronički i električni krugovi, optički sustavi, zvučni sustavi, pa čak i biološki sustavi imaju prirodne frekvencije. Mogu biti u obliku impedance, oscilacija ili superpozicije, ovisno o sustavu.

Što je osnovna učestalost?

Temeljna frekvencija je koncept koji se raspravlja u stojećim valovima. Zamislite dva identična vala koji putuju u suprotnim smjerovima. Kad se ta dva vala susretnu, rezultat se naziva stojeći val. Jednadžba vala koji putuje u smjeru + x je y = A sin (ωt - kx), a jednadžba za sličan val koji putuje u smjeru -x je y = A sin (ωt + kx). Po principu superpozicije, rezultirajući valni oblik od preklapanja ta dva je y = 2A sin (kx) cos (ωt). Ovo je jednadžba stojećeg vala. 'x' je udaljenost od podrijetla; za datu vrijednost x, 2A sin (kx) postaje konstanta. Grijeh (kx) varira od -1 do +1. Stoga je maksimalna amplituda sustava 2A. Temeljna frekvencija je svojstvo sustava. U osnovnoj frekvenciji dva kraja sustava ne osciliraju i poznati su kao čvorovi. Središte sustava oscilira s maksimalnom amplitudom, a poznato je i kao antinoda.