Amplitud vs Frequency
Amplitud och frekvens är två av de grundläggande egenskaperna hos periodiska rörelser. En korrekt förståelse av dessa begrepp krävs vid studiet av rörelser såsom enkla harmoniska rörelser och dämpade harmoniska rörelser. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad frekvens och amplitud är, deras definitioner, mätningen och beroenden av amplitud och frekvens, och slutligen skillnaden mellan amplitud och frekvens.
Frekvens
Frekvens är ett begrepp som diskuteras i periodiska rörelser av föremål. För att förstå begreppet frekvens krävs en ordentlig förståelse för periodiska rörelser. En periodisk rörelse kan betraktas som vilken rörelse som helst som upprepar sig under en bestämd tidsperiod. En planet som kretsar runt solen är en periodisk rörelse. En satellit som kretsar runt jorden är en periodisk rörelse, även rörelsen hos en balansbollsuppsättning är en periodisk rörelse. De flesta av de periodiska rörelser vi möter är cirkulära, linjära eller halvcirkulära. En periodisk rörelse har en frekvens. Frekvensen betyder hur "frekvent" händelsen är. För enkelhetens skull tar vi frekvens som förekomster per sekund. Periodiska rörelser kan antingen vara enhetliga eller olikformiga. En uniform kan ha en enhetlig vinkelhastighet. Funktioner som amplitudmodulering kan ha dubbla perioder. De är periodiska funktioner inkapslade i andra periodiska funktioner. Den omvända frekvensen av den periodiska rörelsen ger tiden för en period. Enkla harmoniska rörelser och dämpade harmoniska rörelser är också periodiska rörelser. Därigenom kan frekvensen av en periodisk rörelse också erhållas genom att använda tidsskillnaden mellan två liknande händelser. Frekvensen för en enkel pendel beror endast på pendelns längd och gravitationsaccelerationen för små svängningar.
Amplitude
Amplitud är också en mycket viktig egenskap hos en periodisk rörelse. För att förstå begreppet amplitud måste egenskaperna hos harmoniska rörelser förstås. En enkel harmonisk rörelse är en rörelse så att förhållandet mellan förskjutningen och hastigheten har formen av a=-ω2x där "a" är accelerationen och "x" är förflyttning. Accelerationen och förskjutningen är antiparallella. Detta innebär att nettokraften på föremålet också är på accelerationsriktningen. Detta förhållande beskriver en rörelse där föremålet oscillerar kring en central punkt. Det kan ses att när förskjutningen är noll är nettokraften på föremålet också noll. Detta är jämviktspunkten för oscillationen. Den maximala förskjutningen av föremålet från jämviktspunkten är känd som amplituden för oscillationen. Amplituden för en enkel harmonisk svängning beror strikt på systemets totala mekaniska energi. För ett enkelt fjäder-masssystem, om den totala inre energin är E, är amplituden lika med 2E/k, där k är fjäderkonstanten för fjädern. Vid den amplituden är den momentana hastigheten noll; därigenom är den kinetiska energin också noll. Systemets totala energi är i form av potentiell energi. Vid jämviktspunkten blir den potentiella energin noll.
Vad är skillnaden mellan amplitud och frekvens?
• Amplitud beror strikt på den totala energin i systemet, medan frekvensen av en svängning beror på egenskaperna hos själva oscillatorn.
• För ett givet system kan amplituden ändras men frekvensen inte.
