Natūralus dažnis prieš dažnį
Svyravimo dažnis rodo, kaip dažnai įvyksta įvykis. Dažnis ir natūralus dažnis yra dvi labai svarbios fizikoje aptariamos sąvokos. Labai svarbu tinkamai suprasti dažnį ir natūralų dažnį, kad galėtum tobulėti tokiose srityse kaip bangos ir vibracijos, kvantinė mechanika, statybos inžinerija, mechaninė inžinerija ir įvairiose kitose srityse. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra dažnis ir natūralus dažnis, jų apibrėžimus, panašumus, pritaikymą ir galiausiai skirtumą tarp dažnio ir natūralaus dažnio.
Dažnis
Dažnis yra sąvoka, aptariama periodiškai judant objektus. Norint suprasti dažnio sąvoką, reikia tinkamai suprasti periodinius judesius. Periodiniu judesiu galima laikyti bet kokį judesį, kuris pasikartoja per nustatytą laiką. Planeta, besisukanti aplink saulę, yra periodiškas judėjimas. Palydovas, skriejantis aplink Žemę, yra periodinis judėjimas, ir netgi balansinio rutulio rinkinio judėjimas yra periodiškas. Dauguma periodinių judesių, su kuriais susiduriame, yra apskriti, linijiniai arba pusiau apskriti. Periodinis judėjimas turi dažnį. Dažnis reiškia, kaip „dažnai“vyksta įvykis. Paprastumo dėlei dažnį laikome įvykiais per sekundę. Periodiniai judesiai gali būti vienodi arba nevienodi. Uniforma gali turėti vienodą kampinį greitį. Tokios funkcijos kaip amplitudės moduliavimas gali turėti dvigubus periodus. Tai yra periodinės funkcijos, įtrauktos į kitas periodines funkcijas. Periodinio judėjimo dažnio atvirkštinė vertė suteikia tam tikro laikotarpio laiką. Paprasti harmoniniai judesiai ir slopinami harmoniniai judesiai taip pat yra periodiniai judesiai. Tokiu būdu periodinio judėjimo dažnis taip pat gali būti gaunamas naudojant laiko skirtumą tarp dviejų panašių įvykių. Paprastos švytuoklės dažnis priklauso tik nuo švytuoklės ilgio ir gravitacinio pagreičio esant mažiems virpesiams.
Natūralus dažnis
Kiekviena sistema turi savybę, vadinamą natūraliu dažniu. Sistema vadovausis šiuo dažniu, kai sistemai bus suteiktas nedidelis svyravimas. Natūralus sistemos dažnis yra labai svarbus. Įvykiai, tokie kaip žemės drebėjimai ir vėjai, gali sunaikinti objektus tokiu pat dažniu kaip ir pats įvykis. Norint apsaugoti ją nuo tokių stichinių nelaimių, labai svarbu suprasti ir išmatuoti natūralų sistemos dažnį. Natūralus dažnis yra tiesiogiai susijęs su rezonansu. Kai sistemai (pvz., švytuoklei) suteikiamas nedidelis svyravimas, ji pradės siūbuoti. Dažnis, kuriuo jis svyruoja, yra natūralus sistemos dažnis. Dabar įsivaizduokite periodinę išorinę jėgą, taikomą sistemai. Šios išorinės jėgos dažnis nebūtinai turi būti panašus į natūralų sistemos dažnį. Ši jėga bandys svyruoti sistemą pagal jėgos dažnį. Taip susidaro nelygus raštas. Dalį energijos iš išorinės jėgos sugeria sistema. Dabar panagrinėkime atvejį, kai dažniai yra vienodi. Šiuo atveju švytuoklė laisvai siūbuoja maksimalia energija, sugeriančia iš išorinės jėgos. Tai vadinama rezonansu. Tokios sistemos kaip pastatai, elektroninės ir elektros grandinės, optinės sistemos, garso sistemos ir net biologinės sistemos turi natūralius dažnius. Priklausomai nuo sistemos, jie gali būti varžos, virpesių arba superpozicijos formos.
Kuo skiriasi dažnis ir natūralusis dažnis?
• Dažnis yra terminas, paprastai naudojamas apibūdinti, kaip dažnai įvyksta įvykis, o natūralus dažnis reiškia specialų tam tikros dinaminės sistemos dažnį.
• Sistemos dažnis gali turėti bet kokią reikšmę, tačiau tam tikros sistemos natūralus dažnis yra konkreti reikšmė.
