Differenza tra frequenza fondamentale e frequenza naturale

Frequenza fondamentale vs frequenza naturale
 

La frequenza naturale e la frequenza fondamentale sono due fenomeni correlati alle onde che sono molto importanti. Questi fenomeni sono di grande importanza in campi come la musica, le tecnologie di costruzione, la prevenzione delle catastrofi, l'acustica e la maggior parte delle analisi del sistema naturale. È fondamentale avere una chiara comprensione di questi concetti per eccellere in tali campi. In questo articolo andremo a discutere quali sono le frequenze fondamentali e le frequenze naturali, le loro definizioni, le applicazioni, i fenomeni connessi alla frequenza naturale e alla frequenza fondamentale, le loro somiglianze e infine le differenze tra frequenza naturale e frequenza fondamentale.

Cos'è la frequenza naturale?

Ogni sistema ha una proprietà chiamata frequenza naturale. Il sistema seguirà questa frequenza, se il sistema deve essere dotato di una piccola oscillazione. La frequenza naturale di un sistema è molto importante. Eventi come terremoti e venti possono distruggere oggetti con la stessa frequenza naturale dell'evento stesso. È molto importante capire e misurare la frequenza naturale di un sistema per proteggerlo da tali disastri naturali. La frequenza naturale è direttamente correlata alla risonanza. Quando un sistema (ad esempio un pendolo) riceve una piccola oscillazione, inizierà a oscillare. La frequenza con cui oscilla è la frequenza naturale del sistema. Ora immagina una forza esterna periodica applicata al sistema. La frequenza di questa forza esterna non è necessariamente simile alla frequenza naturale del sistema. Questa forza cercherà di far oscillare il sistema alla frequenza della forza. Questo crea un modello irregolare. Una certa energia proveniente dalla forza esterna viene assorbita dal sistema. Consideriamo ora il caso in cui le frequenze sono le stesse. In questo caso, il pendolo oscillerà liberamente con la massima energia assorbita dalla forza esterna. Questo è chiamato risonanza. Sistemi come edifici, circuiti elettronici ed elettrici, sistemi ottici, sistemi audio e persino sistemi biologici hanno frequenze naturali. Possono essere sotto forma di impedenza, oscillazione o sovrapposizione, a seconda del sistema.

Cos'è la frequenza fondamentale?

La frequenza fondamentale è un concetto discusso nelle onde stazionarie. Immagina due onde identiche, che viaggiano in direzioni opposte. Quando queste due onde si incontrano, il risultato è chiamato un'onda stazionaria. L'equazione di un'onda che viaggia in direzione + x è y = A sin (ωt - kx), e l'equazione per un'onda simile che viaggia nella direzione -x è y = A sin (ωt + kx). Con il principio di sovrapposizione, la forma d'onda risultante dalla sovrapposizione di questi due è y = 2A sin (kx) cos (ωt). Questa è l'equazione di un'onda stazionaria. 'x' è la distanza dall'origine; per un dato valore x, il peccato 2A (kx) diventa una costante. Il peccato (kx) varia tra -1 e +1. Pertanto, l'ampiezza massima del sistema è 2A. La frequenza fondamentale è una proprietà del sistema. Alla frequenza fondamentale, le due estremità dei sistemi non sono oscillanti e sono conosciute come nodi. Il centro del sistema oscilla con l'ampiezza massima ed è noto come antinodo.