Fundamental Frequency vs Natural Frequency
Naturlig frekvens og grunnfrekvens er to bølgerelaterte fenomener som er svært viktige. Disse fenomenene er av stor betydning innen felt som musikk, konstruksjonsteknologi, katastrofeforebygging, akustikk og det meste av natursystemanalyse. Det er viktig å ha en klar forståelse av disse konseptene for å utmerke seg på slike felt. I denne artikkelen skal vi diskutere hva grunnfrekvens og egenfrekvens er, deres definisjoner, anvendelser, fenomenene knyttet til egenfrekvens og grunnfrekvens, deres likheter og til slutt forskjellene mellom egenfrekvens og grunnfrekvens.
Hva er naturlig frekvens?
Hvert system har en egenskap som kalles naturlig frekvens. Systemet vil følge denne frekvensen, dersom systemet skal forsynes med en liten oscillasjon. Den naturlige frekvensen til et system er veldig viktig. Hendelser som jordskjelv og vind kan ødelegge gjenstander med samme naturlige frekvens som selve hendelsen. Det er veldig viktig å forstå og måle den naturlige frekvensen til et system for å beskytte det mot slike naturkatastrofer. Naturlig frekvens er direkte relatert til resonans. Når et system (f.eks. en pendel) får en liten svingning, vil det begynne å svinge. Frekvensen den svinger med er den naturlige frekvensen til systemet. Forestill deg nå en periodisk ekstern kraft påført systemet. Frekvensen av denne ytre kraften er ikke nødvendigvis lik den naturlige frekvensen til systemet. Denne kraften vil prøve å oscillere systemet til kraftens frekvens. Dette skaper et ujevnt mønster. Noe energi fra den ytre kraften absorberes av systemet. La oss nå vurdere tilfellet der frekvensene er de samme. I dette tilfellet vil pendelen svinge fritt med maksimal energi absorbert fra den ytre kraften. Dette kalles resonans. Systemer som bygninger, elektroniske og elektriske kretser, optiske systemer, lydsystemer og til og med biologiske systemer har naturlige frekvenser. De kan være i form av impedans, oscillasjon eller superposisjon, avhengig av systemet.
Hva er Fundamental Frequency?
Fundamental frekvens er et konsept som diskuteres i stående bølger. Se for deg to identiske bølger, som beveger seg i motsatte retninger. Når disse to bølgene møtes, kalles resultatet en stående bølge. Ligningen for en bølge som beveger seg i +x-retningen er y=A sin (ωt – kx), og ligningen for en lignende bølge som beveger seg i -x-retningen er y=A sin (ωt + kx). Ved superposisjonsprinsippet er den resulterende bølgeformen fra overlappingen av disse to y=2A sin (kx) cos (ωt). Dette er ligningen for en stående bølge. «x» er avstanden fra opprinnelsen; for en gitt x-verdi blir 2A sin (kx) en konstant. Sin (kx) varierer mellom -1 og +1. Derfor er den maksimale amplituden til systemet 2A. Grunnfrekvensen er en egenskap ved systemet. Ved grunnfrekvensen oscillerer ikke de to endene av systemene, og de er kjent som noder. Sentrum av systemet oscillerer med maksimal amplitude, og det er kjent som antinode.
Hva er forskjellen mellom egenfrekvens og grunnfrekvens?
• Naturlig frekvens er en egenskap som angår oscillasjoner, men grunnfrekvens er en egenskap som angår bølger.
• Hvert system har en egenfrekvens, men grunnfrekvensen forekommer bare i noen av systemene.
• For grunnfrekvensen kreves overlagring av motsatt bevegelse av to identiske bølger, men for egenfrekvens kreves det bare en enkelt oscillasjon.
