Fréquence fondamentale contre fréquence naturelle
La fréquence naturelle et la fréquence fondamentale sont deux phénomènes liés aux ondes qui sont très importants. Ces phénomènes sont d'une grande importance dans des domaines tels que la musique, les technologies de construction, la prévention des catastrophes, l'acoustique et la plupart de l'analyse des systèmes naturels. Il est essentiel d'avoir une compréhension claire de ces concepts afin d'exceller dans de tels domaines. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont la fréquence fondamentale et la fréquence propre, leurs définitions, leurs applications, les phénomènes liés à la fréquence propre et à la fréquence fondamentale, leurs similitudes et enfin les différences entre fréquence propre et fréquence fondamentale.
Qu'est-ce que la fréquence naturelle ?
Chaque système a une propriété appelée la fréquence naturelle. Le système suivra cette fréquence, si le système doit être doté d'une petite oscillation. La fréquence propre d'un système est très importante. Des événements tels que les tremblements de terre et les vents peuvent détruire des objets avec la même fréquence naturelle que l'événement lui-même. Il est très important de comprendre et de mesurer la fréquence naturelle d'un système afin de le protéger de telles catastrophes naturelles. La fréquence propre est directement liée à la résonance. Lorsqu'un système (par exemple un pendule) reçoit une petite oscillation, il commence à osciller. La fréquence avec laquelle il oscille est la fréquence naturelle du système. Imaginez maintenant une force externe périodique appliquée au système. La fréquence de cette force externe n'est pas nécessairement similaire à la fréquence naturelle du système. Cette force essaiera de faire osciller le système à la fréquence de la force. Cela crée un motif inégal. Une partie de l'énergie de la force externe est absorbée par le système. Considérons maintenant le cas où les fréquences sont les mêmes. Dans ce cas, le pendule oscillera librement avec un maximum d'énergie absorbée par la force externe. C'est ce qu'on appelle la résonance. Les systèmes tels que les bâtiments, les circuits électroniques et électriques, les systèmes optiques, les systèmes sonores et même les systèmes biologiques ont des fréquences naturelles. Ils peuvent être sous forme d'impédance, d'oscillation ou de superposition, selon le système.
Qu'est-ce que la fréquence fondamentale ?
La fréquence fondamentale est un concept discuté dans les ondes stationnaires. Imaginez deux ondes identiques, qui voyagent dans des directions opposées. Lorsque ces deux ondes se rencontrent, le résultat est appelé une onde stationnaire. L'équation d'une onde se déplaçant dans la direction +x est y=A sin (ωt - kx), et l'équation d'une onde similaire se déplaçant dans la direction -x est y=A sin (ωt + kx). Par le principe de superposition, la forme d'onde résultante du chevauchement de ces deux est y=2A sin (kx) cos (ωt). C'est l'équation d'une onde stationnaire. 'x' étant la distance à l'origine; pour une valeur x donnée, le 2A sin (kx) devient une constante. Sin (kx) varie entre -1 et +1. Par conséquent, l'amplitude maximale du système est de 2A. La fréquence fondamentale est une propriété du système. À la fréquence fondamentale, les deux extrémités des systèmes n'oscillent pas et sont appelées nœuds. Le centre du système oscille avec l'amplitude maximale, et il est connu sous le nom de ventre.
Quelle est la différence entre la fréquence naturelle et la fréquence fondamentale ?
• La fréquence propre est une propriété qui concerne les oscillations, mais la fréquence fondamentale est une propriété qui concerne les ondes.
• Chaque système a une fréquence naturelle, mais la fréquence fondamentale n'apparaît que dans certains systèmes.
• Pour la fréquence fondamentale, la superposition de deux ondes identiques se déplaçant de manière opposée est requise, mais pour la fréquence naturelle, une seule oscillation est requise.
