التردد الأساسي مقابل التردد الطبيعي
التردد الطبيعي والتردد الأساسي ظاهرتان مرتبطتان بالموجة وهما مهمان للغاية. هذه الظواهر لها أهمية كبيرة في مجالات مثل الموسيقى وتقنيات البناء والوقاية من الكوارث والصوتيات ومعظم تحليل النظام الطبيعي. من الضروري أن يكون لديك فهم واضح لهذه المفاهيم من أجل التفوق في مثل هذه المجالات. في هذه المقالة ، سنناقش ماهية التردد الأساسي والتردد الطبيعي ، وتعريفاتها ، وتطبيقاتها ، والظواهر المرتبطة بالتردد الطبيعي والتردد الأساسي ، وأوجه التشابه بينهما ، وأخيرًا الاختلافات بين التردد الطبيعي والتردد الأساسي.
ما هو التردد الطبيعي؟
لكل نظام خاصية تسمى التردد الطبيعي. سيتبع النظام هذا التردد ، إذا كان سيتم تزويد النظام بتذبذب صغير. التردد الطبيعي للنظام مهم جدا. يمكن لأحداث مثل الزلازل والرياح أن تدمر الأشياء التي لها نفس التردد الطبيعي للحدث نفسه. من المهم جدًا فهم وقياس التردد الطبيعي لنظام ما من أجل حمايته من مثل هذه الكوارث الطبيعية. يرتبط التردد الطبيعي ارتباطًا مباشرًا بالرنين. عندما يُعطى النظام (مثل البندول) تذبذبًا صغيرًا ، فإنه سيبدأ في التأرجح. التردد الذي يتأرجح به هو التردد الطبيعي للنظام. تخيل الآن قوة خارجية دورية تطبق على النظام. لا يكون تواتر هذه القوة الخارجية مشابهًا بالضرورة للتردد الطبيعي للنظام. ستحاول هذه القوة تأرجح النظام وفقًا لتردد القوة. هذا يخلق نمطًا غير متساوٍ.يمتص النظام بعض الطاقة من القوة الخارجية. الآن دعونا ننظر في الحالة التي تكون فيها الترددات هي نفسها. في هذه الحالة ، سيتأرجح البندول بحرية بأقصى طاقة ممتصة من القوة الخارجية. وهذا ما يسمى بالرنين. الأنظمة مثل المباني والدوائر الإلكترونية والكهربائية والأنظمة البصرية وأنظمة الصوت وحتى الأنظمة البيولوجية لها ترددات طبيعية. يمكن أن تكون في شكل مقاومة أو تذبذب أو تراكب ، اعتمادًا على النظام.
ما هو التردد الأساسي؟
التردد الأساسي هو مفهوم نوقش في الموجات الواقفة. تخيل موجتين متطابقتين تسيران في اتجاهين متعاكسين. عندما تلتقي هاتان الموجتان ، تسمى النتيجة الموجة الواقفة. معادلة الموجة التي تتحرك في الاتجاه + x هي y=A sin (t - kx) ، والمعادلة لموجة مماثلة تنتقل في الاتجاه -x هي y=A sin (t + kx). وفقًا لمبدأ التراكب ، يكون شكل الموجة الناتج من تداخل هذين الاثنين هو y=2A sin (kx) cos (t).هذه معادلة الموجة الواقفة. "x" هي المسافة من الأصل ؛ لقيمة x معينة ، يصبح 2A sin (kx) ثابتًا. الخطيئة (kx) تختلف بين -1 و +1. لذلك ، فإن السعة القصوى للنظام هي 2A. التردد الأساسي هو خاصية للنظام. عند التردد الأساسي ، لا يتأرجح طرفا الأنظمة ، ويُعرفان باسم العقد. يتأرجح مركز النظام مع السعة القصوى ، ويُعرف بالعقدة العكسية.
ما الفرق بين التردد الطبيعي والتردد الأساسي؟
• التردد الطبيعي هو خاصية تتعلق بالتذبذبات ، لكن التردد الأساسي هو خاصية تتعلق بالموجات.
• لكل نظام تردد طبيعي ، لكن التردد الأساسي يحدث فقط في بعض الأنظمة.
• بالنسبة للتردد الأساسي ، يلزم تراكب حركة موجتين متطابقتين متقابلتين ، ولكن بالنسبة للتردد الطبيعي ، لا يلزم سوى تذبذب واحد.
