Atšķirība starp amplitūdu un frekvenci

Amplitūda pret frekvenci

Amplitūda un frekvence ir divas periodisko kustību pamatīpašības. Lai izpētītu tādas kustības kā vienkāršas harmoniskas kustības un slāpētas harmoniskas kustības, ir vajadzīga pareiza izpratne no šiem jēdzieniem. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir frekvence un amplitūda, to definīcijas, amplitūdas un frekvences mērījumi un atkarības, un visbeidzot atšķirība starp amplitūdu un frekvenci.

Biežums

Biežums ir jēdziens, kas apskatīts periodiskos objektu kustībās. Lai saprastu frekvences jēdzienu, ir nepieciešama pareiza periodisko kustību izpratne. Periodisku kustību var uzskatīt par jebkuru kustību, kas atkārtojas noteiktā laika posmā. Planēta, kas griežas ap sauli, ir periodiska kustība. Satelīts, kas riņķo ap Zemi, ir periodiska kustība, pat līdzsvara bumbiņas komplekta kustība ir periodiska kustība. Lielākā daļa periodisko kustību, ar kurām mēs sastopamies, ir apļveida, lineāras vai pusapaļas. Periodiskai kustībai ir frekvence. Biežums nozīmē, cik bieži notiek “notikumi”. Vienkāršības labad kā biežumu sekundē ņem frekvenci. Periodiskas kustības var būt vienveidīgas vai nevienmērīgas. Vienveidīgam leņķa ātrumam var būt vienāds. Tādām funkcijām kā amplitūdas modulācija var būt divkārši periodi. Tās ir periodiskas funkcijas, kas iekapsulētas citās periodiskās funkcijās. Periodiskās kustības biežuma apgrieztais lielums dod laiku periodam. Periodiskas kustības arī ir vienkāršas harmoniskas kustības un slāpētas harmoniskas kustības. Tādējādi periodiskas kustības biežumu var iegūt arī, izmantojot laika starpību starp diviem līdzīgiem gadījumiem. Vienkārša svārsta frekvence ir atkarīga tikai no svārsta garuma un gravitācijas paātrinājuma nelielām svārstībām.

Amplitūda

Amplitūda ir arī ļoti svarīgs periodiskas kustības īpašums. Lai saprastu amplitūdas jēdzienu, jāsaprot harmonisko kustību īpašības. Vienkārša harmoniska kustība ir tāda kustība, ka sakarība starp pārvietojumu un ātrumu ir a = -ω²x kur “a” ir paātrinājums un “x” ir pārvietojums. Paātrinājums un pārvietojums ir paralēli. Tas nozīmē, ka neto spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir arī paātrinājuma virzienā. Šīs attiecības raksturo kustību, kurā objekts svārstās ap centrālo punktu. Var redzēt, ka tad, kad pārvietojums ir nulle, tīrais spēks uz objektu ir arī nulle. Tas ir svārstību līdzsvara punkts. Objekta maksimālo pārvietojumu no līdzsvara punkta sauc par svārstību amplitūdu. Vienkāršas harmoniskas svārstības amplitūda ir stingri atkarīga no sistēmas kopējās mehāniskās enerģijas. Vienkāršai atsperes masas sistēmai, ja kopējā iekšējā enerģija ir E, amplitūda ir vienāda ar 2E / k, kur k ir atsperes avota konstante. Šajā amplitūdā momentānais ātrums ir nulle; tādējādi kinētiskā enerģija ir arī nulle. Sistēmas kopējā enerģija ir potenciālās enerģijas formā. Līdzsvara punktā potenciālā enerģija kļūst nulle.