Biên độ so với Tần số
Biên độ và tần số là hai trong số các tính chất cơ bản của chuyển động tuần hoàn. Cần có sự hiểu biết đúng đắn về các khái niệm này khi nghiên cứu các chuyển động như chuyển động điều hòa đơn giản và chuyển động điều hòa tắt dần. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về tần số và biên độ là gì, định nghĩa của chúng, phép đo và sự phụ thuộc của biên độ và tần số, và cuối cùng là sự khác biệt giữa biên độ và tần số.
Tần suất
Tần số là một khái niệm được thảo luận trong chuyển động tuần hoàn của các vật thể. Để hiểu khái niệm tần số, cần phải hiểu đúng về chuyển động tuần hoàn. Một chuyển động tuần hoàn có thể được coi là bất kỳ chuyển động nào lặp lại chính nó trong một khoảng thời gian cố định. Một hành tinh quay quanh mặt trời là một chuyển động tuần hoàn. Vệ tinh quay quanh trái đất là một chuyển động tuần hoàn, ngay cả chuyển động của một quả cầu cân bằng cũng là một chuyển động tuần hoàn. Hầu hết các chuyển động tuần hoàn mà chúng ta gặp là chuyển động tròn, tuyến tính hoặc bán nguyệt. Một chuyển động tuần hoàn có tần số. Tần suất có nghĩa là mức độ "thường xuyên" của sự kiện. Để đơn giản, chúng tôi lấy tần suất là số lần xuất hiện trên giây. Chuyển động tuần hoàn có thể là đồng nhất hoặc không đồng nhất. Một can có vận tốc góc đều. Các chức năng như điều biến biên độ có thể có chu kỳ kép. Chúng là các hàm tuần hoàn được gói gọn trong các hàm tuần hoàn khác. Nghịch đảo của tần số của chuyển động tuần hoàn cho thời gian trong một chu kỳ. Chuyển động điều hòa đơn giản và chuyển động điều hòa tắt dần cũng là chuyển động tuần hoàn. Qua đó cũng có thể thu được tần số của một chuyển động tuần hoàn bằng cách sử dụng chênh lệch thời gian giữa hai lần xuất hiện giống nhau. Tần số của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài của con lắc và gia tốc trọng trường để dao động nhỏ.
Biên độ
Biên độ cũng là một tính chất rất quan trọng của chuyển động tuần hoàn. Để hiểu khái niệm biên độ, phải hiểu các tính chất của chuyển động điều hòa. Chuyển động điều hòa đơn giản là chuyển động sao cho mối quan hệ giữa độ dời và vận tốc có dạng a=-ω2x trong đó “a” là gia tốc và “x” là sự dịch chuyển. Gia tốc và độ dời là song song. Điều này có nghĩa là lực thuần lên vật thể cũng có hướng của gia tốc. Mối quan hệ này mô tả một chuyển động mà vật đang dao động về một điểm chính giữa. Có thể thấy rằng khi độ dời bằng không thì lực thuần tác dụng lên vật cũng bằng không. Đây là điểm cân bằng của dao động. Độ dời cực đại của vật khỏi điểm cân bằng gọi là biên độ dao động. Biên độ của dao động điều hòa đơn giản phụ thuộc chặt chẽ vào cơ năng toàn phần của hệ. Đối với một hệ lò xo đơn giản khối lượng, nếu nội năng toàn phần là E thì biên độ bằng 2E / k, trong đó k là hằng số lò xo. Tại biên độ đó, vận tốc tức thời bằng không; do đó, động năng cũng bằng không. Năng lượng toàn phần của hệ ở dạng thế năng. Tại điểm cân bằng, thế năng bằng không.
Sự khác biệt giữa biên độ và tần số là gì?
• Biên độ hoàn toàn phụ thuộc vào tổng năng lượng của hệ, trong khi tần số của một dao động phụ thuộc vào các đặc tính của chính dao động đó.
• Đối với một hệ thống nhất định, biên độ có thể thay đổi nhưng không thể thay đổi tần số.
