Natuurlijke frequentie versus frequentie
Frequentie van een oscillatie geeft aan hoe vaak een gebeurtenis voorkomt. Frequentie en natuurlijke frequentie zijn twee zeer belangrijke concepten die in de natuurkunde worden besproken. Om uit te blinken op gebieden als golven en trillingen, kwantummechanica, bouwtechniek, werktuigbouwkunde en diverse andere gebieden, is het essentieel om een goed begrip te hebben van frequentie en natuurlijke frequentie. In dit artikel gaan we bespreken wat frequentie en eigenfrequentie zijn, hun definities, overeenkomsten, toepassingen en tot slot het verschil tussen frequentie en eigenfrequentie.
Frequentie
Frequentie is een concept dat wordt besproken in periodieke bewegingen van objecten. Om het begrip frequentie te begrijpen, is een goed begrip van periodieke bewegingen vereist. Een periodieke beweging kan worden beschouwd als elke beweging die zich in een vaste tijd herha alt. Een planeet die om de zon draait, is een periodieke beweging. Een satelliet die rond de aarde draait, is een periodieke beweging, en zelfs de beweging van een balanskogelset is een periodieke beweging. De meeste periodieke bewegingen die we tegenkomen zijn cirkelvormig, lineair of halfcirkelvormig. Een periodieke beweging heeft een frequentie. De frequentie betekent hoe "frequent" de gebeurtenis plaatsvindt. Voor de eenvoud nemen we frequentie als het aantal keren per seconde. Periodieke bewegingen kunnen uniform of niet-uniform zijn. Een uniform kan een uniforme hoeksnelheid hebben. Functies zoals amplitudemodulatie kunnen dubbele perioden hebben. Het zijn periodieke functies ingekapseld in andere periodieke functies. Het omgekeerde van de frequentie van de periodieke beweging geeft de tijd voor een periode. Eenvoudige harmonische bewegingen en gedempte harmonische bewegingen zijn ook periodieke bewegingen. Daarbij kan de frequentie van een periodieke beweging ook worden verkregen door gebruik te maken van het tijdsverschil tussen twee soortgelijke gebeurtenissen. De frequentie van een eenvoudige slinger hangt alleen af van de lengte van de slinger en de zwaartekrachtversnelling voor kleine trillingen.
Natuurlijke frequentie
Elk systeem heeft een eigenschap die de natuurlijke frequentie wordt genoemd. Het systeem zal deze frequentie volgen, wanneer het systeem is voorzien van een kleine trilling. De eigenfrequentie van een systeem is erg belangrijk. Gebeurtenissen zoals aardbevingen en wind 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 te beschermen tegen dergelijke natuurrampen. Natuurlijke frequentie is direct gerelateerd aan resonantie. Wanneer een systeem (bijvoorbeeld een slinger) een kleine trilling krijgt, gaat het slingeren. De frequentie waarmee het zwaait is de eigenfrequentie van het systeem. Stel je nu een periodieke externe kracht voor die op het systeem wordt uitgeoefend. De frequentie van deze externe kracht is niet noodzakelijk gelijk aan de natuurlijke frequentie van het systeem. Deze kracht zal proberen het systeem te laten oscilleren naar de frequentie van de kracht. Hierdoor ontstaat 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 zwaaien met maximale energie die wordt geabsorbeerd door de externe kracht. Dit wordt resonantie genoemd. 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 het verschil tussen frequentie en natuurlijke frequentie?
• Frequentie is een term die vaak wordt gebruikt om te beschrijven hoe vaak een gebeurtenis voorkomt, terwijl de natuurlijke frequentie verwijst naar een speciale frequentie voor een bepaald dynamisch systeem.
• De frequentie van een systeem kan elke waarde aannemen, maar de eigenfrequentie van een bepaald systeem is een specifieke waarde.
