Freqüència natural vs freqüència
  

La freqüència d’una oscil·lació indica la freqüència que té un esdeveniment. La freqüència i la freqüència natural són dos conceptes molt importants discutits en física. És fonamental tenir un coneixement adequat de la freqüència i la freqüència natural per excel·lir en camps com ara ones i vibracions, mecànica quàntica, enginyeria de construcció, enginyeria mecànica i altres camps. En aquest article, tractarem quina és la freqüència i la freqüència natural, les seves definicions, similituds, aplicacions i finalment la diferència entre freqüència i freqüència natural.

Freqüència

La freqüència és un concepte discutit en moviments periòdics d'objectes. Per entendre el concepte de freqüència, cal una comprensió adequada dels moviments periòdics. Es pot considerar un moviment periòdic com qualsevol moviment que es repeteixi en un temps fix. Un planeta que gira al voltant del sol és un moviment periòdic. Un satèl·lit orbitant al voltant de la terra és un moviment periòdic, i fins i tot el moviment d'un conjunt de boles d'equilibri és un moviment periòdic. La majoria dels moviments periòdics que trobem són circulars, lineals o semicirculars. Un moviment periòdic té una freqüència. La freqüència significa com de "freqüent" es produeix l'esdeveniment. Per senzillesa, prenem freqüència com a ocurrències per segon. Els moviments periòdics poden ser uniformes o no uniformes. Un uniforme pot tenir una velocitat angular uniforme. Funcions com la modulació d'amplitud poden tenir períodes dobles. Són funcions periòdiques encapsulades en altres funcions periòdiques. La inversa de la freqüència del moviment periòdic dóna el temps per a un període. Els moviments harmònics simples i els moviments harmònics amortits també són moviments periòdics. D’aquesta manera també es pot obtenir la freqüència d’un moviment periòdic mitjançant la diferència de temps entre dues ocurrències similars. La freqüència d’un pèndol simple només depèn de la longitud del pèndol i de l’acceleració gravitatòria per a petites oscil·lacions.

Freqüència natural

Cada sistema té una propietat anomenada freqüència natural. El sistema seguirà aquesta freqüència, quan el sistema tingui una petita oscil·lació. La freqüència natural d’un sistema és molt important. Esdeveniments com terratrèmols i vents poden destruir objectes amb la mateixa freqüència natural que l’esdeveniment en si. És molt important comprendre i mesurar la freqüència natural d’un sistema per tal de protegir-lo de desastres naturals. La freqüència natural està directament relacionada amb la ressonància. Quan un sistema (per exemple, un pèndol) té una petita oscil·lació, començarà a girar-se. La freqüència amb la qual oscil·la és la freqüència natural del sistema. Imaginem ara una força externa periòdica aplicada al sistema. La freqüència d’aquesta força externa no necessàriament és similar a la freqüència natural del sistema. Aquesta força intentarà oscil·lar el sistema a la freqüència de la força. Això crea un patró desigual. Una mica d’energia procedent de la força externa és absorbida pel sistema. Analitzem ara el cas en què les freqüències són les mateixes. En aquest cas, el pèndol oscil·larà lliurement amb la màxima energia absorbida de la força externa. Això s’anomena ressonància. Sistemes com edificis, circuits electrònics i elèctrics, sistemes òptics, sistemes de so i fins i tot sistemes biològics tenen freqüències naturals. Poden tenir forma d’impedància, oscil·lació o superposició depenent del sistema.