Amplitude vs Frequency
Amplitūda un frekvence ir divas no periodisko kustību pamatīpašībām. Pareiza šo jēdzienu izpratne ir nepieciešama, pētot kustības, piemēram, vienkāršas harmoniskas kustības un slāpētas harmoniskas kustības. Šajā rakstā mēs apspriedīsim frekvenci un amplitūdu, to definīcijas, amplitūdas un frekvences mērījumus un atkarības, visbeidzot atšķirību starp amplitūdu un frekvenci.
Biežums
Frekvence ir jēdziens, kas tiek apspriests periodiskās objektu kustībās. Lai saprastu frekvences jēdzienu, ir nepieciešama pareiza izpratne par periodiskām kustībām. Periodisku kustību var uzskatīt par jebkuru kustību, kas atkārtojas noteiktā laika periodā. Planēta, kas griežas ap sauli, ir periodiska kustība. Satelīts, kas riņķo ap Zemi, ir periodiska kustība, pat līdzsvara lodīšu 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 notikums ir “bieži”. Vienkāršības labad mēs pieņemam biežumu kā notikumus sekundē. Periodiskas kustības var būt vienotas vai neviendabīgas. Formai var būt vienāds leņķa ātrums. Tādas funkcijas kā amplitūdas modulācija var būt ar dubultu periodu. Tās ir periodiskas funkcijas, kas iekapsulētas citās periodiskajās funkcijās. Periodiskās kustības biežuma apgrieztā vērtība dod laiku periodam. Vienkāršas harmoniskas kustības un slāpētas harmoniskas kustības ir arī periodiskas kustības. Tādējādi periodiskas kustības biežumu var iegūt arī, izmantojot laika starpību starp diviem līdzīgiem gadījumiem. Vienkāršas svārsta biežums ir atkarīgs tikai no svārsta garuma un gravitācijas paātrinājuma nelielām svārstībām. Vienkāršas svārsta biežums ir atkarīgs tikai no svārsta garuma un gravitācijas paātrinājuma nelielām svārstībām. Vienkāršas svārsta biežums ir atkarīgs tikai no svārsta garuma un gravitācijas paātrinājuma nelielām svārstībām.
Amplitude
Amplitūda ir arī ļoti svarīga periodiskas kustības īpašība. Lai saprastu amplitūdas jēdzienu, ir jāsaprot harmonisko kustību īpašības. Vienkārša harmoniska kustība ir tāda kustība, ka sakarība starp pārvietošanos un ātrumu izpaužas kā = -ω 2x kur “a” ir paātrinājums un “x” ir pārvietojums. Paātrinājums un pārvietojums ir pretparalēli. Tas nozīmē, ka neto spēks uz objektu ir arī paātrinājuma virzienā. Šī attiecība apraksta kustību, kurā objekts svārstās ap centrālo punktu. Var redzēt, ka tad, kad pārvietojums ir nulle, neto spēks uz objektu ir arī nulle. Tas ir svārstību līdzsvara punkts. Objekta maksimālā nobīde no līdzsvara punkta ir pazīstama kā svārstību amplitūda. 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 pavasara pavasara konstante. Šajā amplitūdā momentānais ātrums ir nulle;tādējādi kinētiskā enerģija ir arī nulle. Sistēmas kopējā enerģija ir potenciālā enerģija. Līdzsvara punktā potenciālā enerģija kļūst nulle.
Kāda ir atšķirība starp amplitūdu un frekvenci?
• Amplitūda ir stingri atkarīga no sistēmas kopējās enerģijas, savukārt svārstību biežums ir atkarīgs no paša oscilatora īpašībām.
• Konkrētai sistēmai amplitūdu var mainīt, bet frekvenci nevar.
