التردد الأساسي مقابل التردد الطبيعي

التردد الطبيعي والتردد الأساسي هما ظاهرتان متصلتان بالموجة مهمتان 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 في هذه المفاهيم من أجل التفوق في هذه المجالات. سنناقش في هذه المقالة ماهية التردد الأساسي والتردد الطبيعي وتعريفاتهما وتطبيقاتهما والظواهر المرتبطة بالتردد الطبيعي والتردد الأساسي وأوجه التشابه بينهما وأخيراً الاختلافات بين التردد الطبيعي والتردد الأساسي.

ما هو التردد الطبيعي؟

كل نظام لديه خاصية تسمى التردد الطبيعي. سيتبع النظام هذا التردد ، إذا تم تزويد النظام بتذبذب صغير. التردد الطبيعي للنظام مهم جدا. يمكن لأحداث مثل الزلازل والرياح أن تتسبب في تدمير الكائنات بنفس التردد الطبيعي مثل الحدث نفسه. من المهم للغاية فهم وقياس التردد الطبيعي للنظام من أجل حمايته من مثل هذه الكوارث الطبيعية. يرتبط التردد الطبيعي مباشرة مع الرنين. عندما يتم إعطاء تذبذب صغير للنظام (مثل البندول) ، سيبدأ في التأرجح. التردد الذي يتأرجح به هو التردد الطبيعي للنظام. الآن تخيل وجود قوة خارجية دورية مطبقة على النظام. تردد هذه القوة الخارجية لا يشبه بالضرورة التردد الطبيعي للنظام. هذه القوة ستحاول تأرجح النظام إلى تردد القوة. هذا يخلق نمط غير متساو. يمتص النظام بعض الطاقة من القوة الخارجية. الآن دعونا ننظر في الحالة التي تكون فيها الترددات هي نفسها. في هذه الحالة ، سيتأرجح البندول بحرية مع الحد الأقصى من الطاقة الممتصة من القوة الخارجية. وهذا ما يسمى الرنين. أنظمة 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 تمت مناقشته في موجات دائمة. تخيل موجتين متطابقتين ، وهما يسيران في اتجاهين متعاكسين. عندما تلتقي هاتان الموجتان ، تسمى النتيجة موجة دائمة. معادلة الموجة التي تسير في اتجاه + x هي y = A sin (ωt - kx) ، ومعادلة الموجة المماثلة التي تسير في اتجاه -x هي y = A sin (ωt + kx). وفقًا لمبدأ التراكب ، يكون الشكل الموجي الناتج من تداخل هذين الاثنين هو y = 2A sin (kx) cos (ωt). هذه هي معادلة الموجة الدائمة. "س" هي المسافة من الأصل ؛ لقيمة x معينة ، تصبح خطيئة 2A (kx) ثابتة. تتراوح Sin (kx) بين -1 و +1. لذلك ، الحد الأقصى لسعة النظام هو 2A. التردد الأساسي هو خاصية للنظام. في التردد الأساسي ، لا يتأرجح طرفا الأنظمة ، ويعرفان باسم العقد. يتأرجح مركز النظام بأقصى سعة ، ويعرف باسم antinode.

ما هو الفرق بين التردد الطبيعي والتردد الأساسي؟ • التردد الطبيعي هو خاصية تتعلق بالتذبذبات ، لكن التردد الأساسي هو خاصية تتعلق بالأمواج. • كل نظام له تردد طبيعي ، لكن التردد الأساسي يحدث في بعض الأنظمة فقط. • بالنسبة للتردد الأساسي ، فإن تراكب السفر مع موجتين متطابقتين معاكس أمر ضروري ، ولكن بالنسبة للتردد الطبيعي ، لا يلزم سوى ذبذبة واحدة.