Vibrationer og svingninger i mekaniske systemer er stadig et af de vigtigste studieretninger inden for fysik. Stort set alle system oscillerer eller vibrerer frit på en lang række måder.
Hvad har en havbøje, en guitar, et barn i sving eller hjerteslag alle sammen? De svinger alle sammen - hvilket betyder, at de bevæger sig frem og tilbage mellem to punkter. Den menneskelige krop er i sig selv en skattekiste af vibrerende fænomener. Selv atomerne i vores krop vibrerer. Hvert system, der svinger, har noget til fælles. Det involverer kraft og energi. Du starter en bevægelse ved at skubbe barnet i en sving, eller du kan øge energien fra atomer, der vibrerer i en krystal med varme. Så svingninger skaber bølger.
Hvad har svingninger eller bølger til fælles? Funktionen, der vedrører sådanne fænomener, er periodicitet. Det er tydeligt, at et lille antal underliggende principper beskriver alle de fænomener, der beviser, at de er almindelige, end du kunne forestille dig. Du vil bemærke et vist mønster eller bevægelse i hvert fænomen, der gentager sig igen og igen. En periodisk bevægelse er en bevægelse, der gentager sig igen og igen med regelmæssige intervaller, såsom den, der udstilles af en guitarstreng eller frem og tilbage bevægelse af et barn i en sving. Tiden til at gennemføre en vibrationscyklus eller oscillation kaldes perioden for en bølge. Frekvens henviser blot til antallet af cyklusser for en svingning, der forekommer pr. Sekund.
Frekvensen af en bølge henviser ganske enkelt til antallet af komplette cyklusser eller svingninger, der forekommer i et sekund. Det måles i cyklusser pr. Sekund eller hertz (Hz). En cyklus er en komplet oscillation og en vibration kan være en enkelt eller flere hændelser, mens svingninger for det meste er gentagne for et antal cykler. Det betegnes normalt med bogstavet "f" og udtrykkes som:
f = 1 / T, hvor 'T' repræsenterer tidsperioden, og 'f' er frekvensen.
Periode er det inverse af frekvens og defineres som den tid, det tager for en komplet rundrejse af vibrationen eller svingningen. Det henviser ganske enkelt til tidspunktet for noget periodisk, og det måles i sekunder pr. Cyklus. Tidsperioden er gensidig af frekvensen, hvilket betyder, at begge mængder er omvendt proportionale med hinanden. I ligningsform udtrykkes periode som:
T = 1 / f, hvor 'f' er frekvensen, og 'T' er tidsperioden.
Både udtrykkene periode og frekvens er relateret, fordi de udviser et vist bevægelsesmønster, og alligevel er de tydeligt forskellige. Begge er relateret til periodisk fænomen og forveksles ofte med hinanden. Periode refererer til den mængde tid, det tager en bølge at gennemføre en hel cyklus af svingning eller vibration. Frekvens henviser tværtimod til antallet af komplette cykler eller svingninger forekommer pr. Sekund. Periode er en mængde relateret til tid, mens frekvens er relateret til hastighed. Periode henviser ganske enkelt til tidspunktet for noget, der sker periodisk, mens frekvens betyder, hvor ofte det sker.
Begge mængder er omvendt proportionale med hinanden. Frekvensen udtrykkes i cyklusser pr. Sekund, svingning pr. Sekund, vibrationer i sekundet osv. Og betegnes normalt med bogstavet "f". Perioden udtrykkes i sekunder pr. Cyklus. Frekvensenheden er Hertz (Hz), og "T" repræsenterer tidsperioden for en komplet svingning. I matematiske termer er begge mængder gensidige. I ligningsform udtrykkes frekvens og periode som:
f = 1 / T, hvor f er frekvens og T er periode.
Det kan også udtrykkes som:
T = 1 / f
Lad os sige, at en bølge tager et sekund at svinge op og ned, hvilket betyder, at bølgens tidsperiode er 1 sekund. Frekvensen og perioden er omvendt proportional med hinanden. Fordi kun en cyklus forekommer i et sekund, ville bølgens frekvens være 1 cyklus pr. Sekund. Og hvis bølgen tog et halvt sekund at svinge hele cyklussen, ville bølgens periode være 0,5 sekunder, og frekvensen ville være 1 / 0,5 = 2, det vil sige 2 cyklusser pr. Sekund. Så længere tidsperiode, sænk frekvensen og vice versa.
Både frekvens og tidsperiode er de grundlæggende parametre for bølger, der er relateret til hinanden, og alligevel er de tydeligt forskellige med hensyn til mængde. Hyppigheden af en bølge er relateret til hastighedsmængde, hvorimod tidsbølgen for en bølge er relateret til tidsmængden. Tidsperioden refererer til den tid, det tager for en bølge at gennemføre en hel cyklus af svingning eller vibration, som er omvendt af frekvensen. Frekvensen refererer til antallet af vibrationer, der forekommer i et sekund, hvilket er det inverse af tidsperiode. Frekvens måles normalt i Hertz (Hz), og perioden måles i sekunder. Begge er omvendt proportional med hinanden, hvilket betyder, at hvis frekvensen er højere, er perioden lavere, og vice versa. Frekvens betegnes med bogstavet 'f', og periode betegnes med 'T'.