دامنه در مقابل فرکانس
دامنه و فرکانس دو ویژگی اساسی حرکات تناوبی هستند. درک صحیح این مفاهیم در مطالعه حرکاتی مانند حرکات هارمونیک ساده و حرکات هارمونیک میرایی لازم است. در این مقاله قصد داریم فرکانس و دامنه چیست، تعاریف آنها، اندازه گیری و وابستگی های دامنه و فرکانس و در نهایت تفاوت دامنه و فرکانس را مورد بحث قرار دهیم.
فرکانس
فرکانس مفهومی است که در حرکات تناوبی اجسام مورد بحث قرار می گیرد. برای درک مفهوم فرکانس، درک صحیح حرکات تناوبی مورد نیاز است.حرکت تناوبی را می توان هر حرکتی دانست که در یک بازه زمانی ثابت تکرار می شود. سیاره ای که به دور خورشید می چرخد یک حرکت تناوبی است. ماهواره‌ای که به دور زمین می‌چرخد یک حرکت تناوبی است، حتی حرکت یک مجموعه توپ تعادل یک حرکت تناوبی است. بیشتر حرکات تناوبی که با آنها مواجه می شویم دایره ای، خطی یا نیمه دایره ای هستند. حرکت تناوبی فرکانس دارد. فرکانس به این معنی است که رویداد چقدر «تکرار» است. برای سادگی، فرکانس را به عنوان وقوع در ثانیه در نظر می گیریم. حرکات تناوبی می تواند یکنواخت یا غیر یکنواخت باشد. یونیفرم می تواند سرعت زاویه ای یکنواختی داشته باشد. توابعی مانند مدولاسیون دامنه می توانند دوره های مضاعف داشته باشند. آنها توابع تناوبی هستند که در توابع تناوبی دیگر محصور شده اند. معکوس فرکانس حرکت تناوبی زمان یک دوره را نشان می دهد. حرکات هارمونیک ساده و حرکات هارمونیک میرایی نیز حرکات تناوبی هستند. بنابراین فرکانس یک حرکت تناوبی را می توان با استفاده از اختلاف زمانی بین دو اتفاق مشابه نیز بدست آورد.فرکانس یک آونگ ساده فقط به طول آونگ و شتاب گرانشی برای نوسانات کوچک بستگی دارد.
دامنه
دامنه
نیز یک ویژگی بسیار مهم حرکت تناوبی است. برای درک مفهوم دامنه، باید ویژگی های حرکات هارمونیک را درک کرد. یک حرکت هارمونیک ساده حرکتی است به طوری که رابطه بین جابجایی و سرعت به شکل a=-ω2x است که در آن "a" شتاب و "x" است. جابه جایی. شتاب و جابجایی ضد موازی هستند. این بدان معناست که نیروی خالص وارد بر جسم نیز در جهت شتاب است. این رابطه حرکتی را توصیف می کند که در آن جسم حول یک نقطه مرکزی در حال نوسان است. مشاهده می شود که وقتی جابجایی صفر باشد نیروی خالص وارد بر جسم نیز صفر است. این نقطه تعادل نوسان است. حداکثر جابجایی جسم از نقطه تعادل به عنوان دامنه نوسان شناخته می شود.دامنه یک نوسان هارمونیک ساده به شدت به انرژی مکانیکی کل سیستم بستگی دارد. برای یک سیستم جرمی ساده فنر، اگر کل انرژی داخلی E باشد، دامنه برابر با 2E/k است که k ثابت فنر فنر است. در آن دامنه، سرعت آنی صفر است. بنابراین، انرژی جنبشی نیز صفر است. انرژی کل سیستم به صورت انرژی پتانسیل است. در نقطه تعادل، انرژی پتانسیل صفر می شود.
تفاوت بین دامنه و فرکانس چیست؟
• دامنه به شدت به انرژی کل سیستم بستگی دارد، در حالی که فرکانس یک نوسان به ویژگی های خود نوسانگر بستگی دارد.
• برای یک سیستم معین، دامنه را می توان تغییر داد اما فرکانس را نمی توان.
