Amplitudė vs dažnis
Amplitudė ir dažnis yra dvi pagrindinės periodinių judesių savybės. Tiriant judesius, tokius kaip paprasti harmoniniai judesiai ir slopinami harmoniniai judesiai, reikia tinkamai suprasti šias sąvokas. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra dažnis ir amplitudė, jų apibrėžimus, amplitudės ir dažnio matavimus bei priklausomybes ir galiausiai skirtumą tarp amplitudės ir 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 laikotarpį. Planeta, besisukanti aplink saulę, yra periodiškas judėjimas. Palydovas, besisukantis aplink Žemę, yra periodinis judėjimas, net ir 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 „dažnas“yra 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.
Amplitudė
Amplitudė taip pat yra labai svarbi periodinio judėjimo savybė. Norint suprasti amplitudės sąvoką, reikia suprasti harmoninių judesių savybes. Paprastas harmoninis judėjimas yra judėjimas, kurio santykis tarp poslinkio ir greičio yra a=-ω2x, kur „a“yra pagreitis, o „x“yra poslinkis. Pagreitis ir poslinkis yra antilygiagretūs. Tai reiškia, kad objektą veikianti grynoji jėga taip pat priklauso nuo pagreičio krypties. Šis ryšys apibūdina judėjimą, kai objektas svyruoja aplink centrinį tašką. Galima pastebėti, kad kai poslinkis yra lygus nuliui, grynoji jėga į objektą taip pat yra lygi nuliui. Tai yra svyravimų pusiausvyros taškas. Didžiausias objekto poslinkis nuo pusiausvyros taško yra žinomas kaip svyravimų amplitudė. Paprasto harmoninio virpesio amplitudė griežtai priklauso nuo visos sistemos mechaninės energijos. Paprastai spyruoklinės masės sistemai, jei bendra vidinė energija yra E, amplitudė lygi 2E/k, kur k yra spyruoklės spyruoklės konstanta. Esant tokiai amplitudei, momentinis greitis lygus nuliui; taigi, kinetinė energija taip pat lygi nuliui. Bendra sistemos energija yra potencialios energijos forma. Pusiausvyros taške potenciali energija tampa lygi nuliui.
Kuo skiriasi amplitudė ir dažnis?
• Amplitudė griežtai priklauso nuo bendros sistemos energijos, o virpesių dažnis priklauso nuo paties osciliatoriaus savybių.
• Tam tikroje sistemoje galima keisti amplitudę, bet ne dažnį.
