Амплитуда и частота
Амплитуда и частота - два основных свойства периодических движений. Правильное понимание этих концепций требуется при изучении таких движений, как простые гармонические движения и затухающие гармонические движения. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое частота и амплитуда, их определения, измерения и зависимости амплитуды и частоты и, наконец, разницу между амплитудой и частотой.
Частота
Частота – это понятие, обсуждаемое в периодических движениях объектов. Чтобы понять понятие частоты, требуется правильное понимание периодических движений. Периодическим движением можно считать любое движение, которое повторяется в фиксированный период времени. Планета, вращающаяся вокруг Солнца, совершает периодическое движение. Спутник, вращающийся вокруг Земли, представляет собой периодическое движение, даже движение балансира является периодическим движением. Большинство периодических движений, с которыми мы сталкиваемся, являются круговыми, линейными или полукруговыми. Периодическое движение имеет частоту. Частота означает, насколько «частым» является событие. Для простоты мы берем частоту как число вхождений в секунду. Периодические движения могут быть как равномерными, так и неравномерными. Униформа может иметь равномерную угловую скорость. Такие функции, как амплитудная модуляция, могут иметь двойные периоды. Это периодические функции, инкапсулированные в другие периодические функции. Обратное значение частоты периодического движения дает время для периода. Простые гармонические движения и затухающие гармонические движения также являются периодическими движениями. Таким образом, частота периодического движения также может быть получена с использованием разницы во времени между двумя подобными событиями. Частота простого маятника зависит только от длины маятника и ускорения свободного падения для малых колебаний.
Амплитуда
Амплитуда также является очень важным свойством периодического движения. Чтобы понять концепцию амплитуды, необходимо понять свойства гармонических движений. Простое гармоническое движение - это движение, при котором связь между смещением и скоростью принимает вид a=-ω2x, где «a» - ускорение, а «x» - смещение. Ускорение и перемещение антипараллельны. Это означает, что чистая сила, действующая на объект, также направлена в направлении ускорения. Это соотношение описывает движение, при котором объект колеблется вокруг центральной точки. Можно видеть, что когда смещение равно нулю, результирующая сила, действующая на объект, также равна нулю. Это точка равновесия колебаний. Максимальное смещение объекта от точки равновесия известно как амплитуда колебаний. Амплитуда простого гармонического колебания строго зависит от полной механической энергии системы. Для простой системы пружина-масса, если полная внутренняя энергия равна E, амплитуда равна 2E/k, где k - жесткость пружины. При этой амплитуде мгновенная скорость равна нулю; таким образом, кинетическая энергия также равна нулю. Полная энергия системы представлена в виде потенциальной энергии. В точке равновесия потенциальная энергия становится равной нулю.
В чем разница между амплитудой и частотой?
• Амплитуда строго зависит от полной энергии системы, тогда как частота колебаний зависит от свойств самого осциллятора.
• Для данной системы можно изменить амплитуду, но нельзя изменить частоту.
