Amplitude vs Fréquence
L'amplitude et la fréquence sont deux des propriétés fondamentales des mouvements périodiques. Une bonne compréhension de ces concepts est nécessaire dans l'étude des mouvements tels que les mouvements harmoniques simples et les mouvements harmoniques amortis. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont la fréquence et l'amplitude, leurs définitions, la mesure et les dépendances de l'amplitude et de la fréquence, et enfin la différence entre l'amplitude et la fréquence.
Fréquence
La fréquence est un concept discuté dans les mouvements périodiques des objets. Pour comprendre le concept de fréquence, une bonne compréhension des mouvements périodiques est nécessaire. Un mouvement périodique peut être considéré comme tout mouvement qui se répète dans une période de temps fixe. Une planète qui tourne autour du soleil est un mouvement périodique. Un satellite en orbite autour de la terre est un mouvement périodique, même le mouvement d'un jeu de boules d'équilibre est un mouvement périodique. La plupart des mouvements périodiques que nous rencontrons sont circulaires, linéaires ou semi-circulaires. Un mouvement périodique a une fréquence. La fréquence signifie à quel point l'événement est « fréquent ». Pour simplifier, nous prenons la fréquence comme le nombre d'occurrences par seconde. Les mouvements périodiques peuvent être uniformes ou non uniformes. Un uniforme peut avoir une vitesse angulaire uniforme. Des fonctions telles que la modulation d'amplitude peuvent avoir des périodes doubles. Ce sont des fonctions périodiques encapsulées dans d'autres fonctions périodiques. L'inverse de la fréquence du mouvement périodique donne le temps d'une période. Les mouvements harmoniques simples et les mouvements harmoniques amortis sont également des mouvements périodiques. Ainsi, la fréquence d'un mouvement périodique peut également être obtenue en utilisant la différence de temps entre deux occurrences similaires. La fréquence d'un pendule simple ne dépend que de la longueur du pendule et de l'accélération gravitationnelle pour les petites oscillations.
Amplitude
L'amplitude est également une propriété très importante d'un mouvement périodique. Pour comprendre le concept d'amplitude, il faut comprendre les propriétés des mouvements harmoniques. Un mouvement harmonique simple est un mouvement tel que la relation entre le déplacement et la vitesse prend la forme a=-ω2x où "a" est l'accélération et "x" est la déplacement. L'accélération et le déplacement sont antiparallèles. Cela signifie que la force nette sur l'objet est également sur la direction de l'accélération. Cette relation décrit un mouvement où l'objet oscille autour d'un point central. On peut voir que lorsque le déplacement est nul, la force nette sur l'objet est également nulle. C'est le point d'équilibre de l'oscillation. Le déplacement maximal de l'objet à partir du point d'équilibre est appelé amplitude de l'oscillation. L'amplitude d'une oscillation harmonique simple dépend strictement de l'énergie mécanique totale du système. Pour un simple système ressort-masse, si l'énergie interne totale est E, l'amplitude est égale à 2E/k, où k est la constante de rappel du ressort. A cette amplitude, la vitesse instantanée est nulle; ainsi, l'énergie cinétique est également nulle. L'énergie totale du système est sous forme d'énergie potentielle. Au point d'équilibre, l'énergie potentielle devient nulle.
Quelle est la différence entre amplitude et fréquence ?
• L'amplitude dépend strictement de l'énergie totale du système, alors que la fréquence d'une oscillation dépend des propriétés de l'oscillateur lui-même.
• Pour un système donné, l'amplitude peut être modifiée, mais pas la fréquence.
