Fundamentele frequentie versus natuurlijke frequentie
Natuurlijke frequentie en grondfrequentie zijn twee golfgerelateerde verschijnselen die erg belangrijk zijn. Deze verschijnselen zijn van grote betekenis op gebieden als muziek, bouwtechnologieën, rampenpreventie, akoestiek en de meeste natuurlijke systeemanalyse. Het is essentieel om een duidelijk begrip te hebben van deze concepten om op dergelijke gebieden te excelleren. In dit artikel gaan we bespreken wat grondfrequentie en natuurlijke frequentie zijn, hun definities, toepassingen, de verschijnselen die verband houden met natuurlijke frequentie en grondfrequentie, hun overeenkomsten en tenslotte de verschillen tussen natuurlijke frequentie en grondfrequentie.
Wat is natuurlijke frequentie?
Elk systeem heeft een eigenschap die de natuurlijke frequentie wordt genoemd. Het systeem zal deze frequentie volgen, als het systeem moet worden voorzien van een kleine trilling. De natuurlijke frequentie van een systeem is erg belangrijk. Gebeurtenissen zoals aardbevingen en winden kunnen objecten vernietigen met dezelfde natuurlijke frequentie als de gebeurtenis zelf. Het is erg belangrijk om de natuurlijke frequentie van een systeem te begrijpen en te meten om het tegen dergelijke natuurrampen te beschermen. Natuurlijke frequentie houdt rechtstreeks verband met resonantie. Als een systeem (bijvoorbeeld een slinger) een kleine slingerbeweging krijgt, gaat het slingeren. De frequentie waarmee het zwaait, is de natuurlijke frequentie van het systeem. Stel je nu een periodieke externe kracht voor die op het systeem wordt uitgeoefend. De frequentie van deze externe kracht hoeft niet noodzakelijk gelijk te zijn aan de natuurlijke frequentie van het systeem. Deze kracht zal proberen het systeem te oscilleren naar de frequentie van de kracht. Dit zorgt voor een ongelijk patroon. Een deel van de energie van de externe kracht wordt door het systeem geabsorbeerd. Laten we nu eens kijken naar het geval waarin de frequenties hetzelfde zijn. In dit geval zal de slinger vrij slingeren met maximale energie die wordt geabsorbeerd door de externe kracht. Dit heet resonantie. Systemen zoals gebouwen, elektronische en elektrische circuits, optische systemen, geluidssystemen en zelfs biologische systemen hebben natuurlijke frequenties. Ze kunnen de vorm hebben van impedantie, oscillatie of superpositie, afhankelijk van het systeem.de slinger zal vrij slingeren met maximale energie die wordt geabsorbeerd door de externe kracht. Dit heet resonantie. Systemen zoals gebouwen, elektronische en elektrische circuits, optische systemen, geluidssystemen en zelfs biologische systemen hebben natuurlijke frequenties. Ze kunnen de vorm hebben van impedantie, oscillatie of superpositie, afhankelijk van het systeem.de slinger zal vrij slingeren met maximale energie geabsorbeerd door de externe kracht. Dit heet resonantie. Systemen zoals gebouwen, elektronische en elektrische circuits, optische systemen, geluidssystemen en zelfs biologische systemen hebben natuurlijke frequenties. Ze kunnen de vorm hebben van impedantie, oscillatie of superpositie, afhankelijk van het systeem.
Wat is fundamentele frequentie?
Fundamentele frequentie is een concept dat wordt besproken in staande golven. Stel je twee identieke golven voor, die in tegengestelde richtingen reizen. Wanneer deze twee golven elkaar ontmoeten, wordt het resultaat een staande golf genoemd. De vergelijking van een golf die in + x richting reist is y = A sin (ωt - kx), en de vergelijking voor een vergelijkbare golf die in de richting -x reist is y = A sin (ωt + kx). Door het superpositieprincipe is de resulterende golfvorm van de overlapping van deze twee y = 2A sin (kx) cos (ωt). Dit is de vergelijking van een staande golf. 'x' is de afstand vanaf de oorsprong; voor een gegeven x-waarde wordt de 2A sin (kx) een constante. Sin (kx) varieert tussen -1 en +1. Daarom is de maximale amplitude van het systeem 2A. De fundamentele frequentie is een eigenschap van het systeem. Bij de grondfrequentie oscilleren de twee uiteinden van de systemen niet,en ze staan bekend als knooppunten. Het midden van het systeem oscilleert met de maximale amplitude en staat bekend als de antinode.
Wat is het verschil tussen natuurlijke frequentie en fundamentele frequentie?
• Natuurlijke frequentie is een eigenschap die betrekking heeft op oscillaties, maar grondfrequentie is een eigenschap die betrekking heeft op golven.
• Elk systeem heeft een eigen frequentie, maar de grondfrequentie komt slechts in enkele systemen voor.
• Voor de grondfrequentie is de superpositie van tegengesteld lopende twee identieke golven vereist, maar voor de natuurlijke frequentie is slechts een enkele oscillatie vereist.
