De hoekfrequentie en frequentie zijn de grootheden die de oscillatie per tijdseenheid meten. Het artikel bespreekt de relatie tussen hoekfrequentie en frequentie.
Hoekfrequentie beschrijft de hoekverplaatsing van het lichaam per tijdseenheid. In een relatie beschrijft de frequentie het aantal trillingen van het lichaam per tijdseenheid. De hoekfrequentie meet een vergelijkbare karakteristiek als frequentie, en beide grootheden zijn scalaire waarden die alleen een grootte hebben, maar geen richting.
Het oscillerende lichaam of oscillator betekent dat het lichaam de periodieke beweging uitvoert door de ene cyclus te ondergaan; wanneer het vanuit zijn gemiddelde positie door een reeks posities gaat en weer terugkeert naar zijn gemiddelde positie.
De hoeveelheden van het oscillerende lichaam, zoals de hoekfrequentie aangeduid met de omega symbool (ω) en frequentie vertegenwoordigd door (f), beschrijf de de oscillatiesnelheid van het lichaam of hoeveel het oscilleert vanuit zijn gemiddelde positie. Maar deze hoeveelheden zijn gebaseerd op de soorten oscillatie. Wanneer de oscillatie lineair is, onderzoeken we de frequentie ervan. Terwijl we, wanneer het hoekig is, de hoekfrequentie ervan onderzoeken.
Omdat de frequentie het aantal volledige lichaamstrillingen per tijdseenheid berekent, wordt de meeteenheid van frequentie weergegeven in de trillingen per seconde of, precies, cycli per seconde. Gewoon, de meeteenheid is: Hertz (Hz) wat gelijk is aan één cyclus per seconde.
Om de trillingsfrequentie te bepalen, moeten we eerst de tijdsperiode weten. De tijdsperiode is ook de hoeveelheid oscillerend lichaam die laat zien de totale tijd die het lichaam nodig heeft om één trilling te bereiken. Door de definities van zowel tijdsperiode als frequentie te vergelijken, zijn deze hoeveelheden oscillatie wederkerig aan elkaar.
d.w.z, ……….. (#)
In een sinusvormige golfvorm is de tijd die de golf nodig heeft om één oscillatie te voltooien bijvoorbeeld ½ seconde, daarna is de frequentie 2 cycli per seconde of Hertz.
Maar wanneer het lichaam in een hoek oscilleert, wordt zijn verplaatsing vanaf de gemiddelde positie gemeten door de hoekfrequentie. Het lichaam reist in een cirkelvormig pad, waarbij een bepaalde hoek wordt bestreken als zijn hoekverplaatsing. Omdat de hoekverplaatsing een hoek omvat, wordt de hoekfrequentie van het oscillerende lichaam uitgedrukt in radiaal per seconde (rad s-1) or omwenteling per minuut (rpm).
Toen we bijvoorbeeld de rotatie van de draaimolen in het kinderpark bespraken, drukten we de hoekfrequentie uit in radialen per minuut. Maar als we het hebben over de hoekfrequentie van de maan die rond de aarde draait, is het logischer om deze uit te drukken in radialen per dag.
Lees meer over Hoekfrequentie Eenvoudige harmonische beweging.
Relatie tussen frequentie en hoekfrequentie
De frequentie en hoekfrequentie van het oscillerende lichaam zijn aan elkaar gerelateerd omdat beide grootheden worden gebruikt om de oscillatiesnelheid van het lichaam te bepalen.
De formule voor de hoekfrequentie (ω) van het oscillerende lichaam is het product van de frequentie (f), en de hoek door het lichaam oscilleert. d.w.z., . Dat betekent dat de hoekfrequentie analoog is aan de frequentie met de constante factor 2π.
De simpel harmonische beweging (SHM) van het systeem illustreert dat de hoekfrequentie ω en frequentie f identieke afmetingen hebben. Daarom worden beide grootheden gemeten door dezelfde eenheid van de inverse tijd. dat wil zeggen, s-1. Dit feit komt overeen met de meeteenheid van hoekfrequentie. Toch is het vergelijkbaar met de wetten van de natuurkunde en elimineert het het verschil in de relatie tussen hoekfrequentie en frequentie. d.w.z., .
Net als frequentie (f) van het oscillatielichaam, is de hoekfrequentie (ω) ook gerelateerd aan de tijdsperiode (T). Wanneer het lichaam in een orbitale of eenvoudig cirkelvormige baan draait, schat de tijdsperiode de totale tijd die het lichaam nodig heeft om één omwenteling te voltooien.
Als f =1/T wordt de relatie tussen hoekfrequentie en frequentie . ……(*)
Wat is 2π in hoekfrequentie en frequentie?
Wanneer we de trillingssnelheid uitdrukken in termen van een tijdsperiode, relateert de constante factor 2π de hoekfrequentie aan de frequentie.
Terwijl we de hoekfrequentie beschrijven, verklaren we de rotatie van het lichaam in radialen per seconde eenheid. Het lichaam moet 360° draaien om één oscillatie te voltooien. Sinds 360° = 2π. Dat is de reden waarom de constante factor 2π een rol speelt bij het relateren van de hoekfrequentie aan de frequentie tijdens oscillatie.
Tijdens de oscillatie van het lichaam vanuit zijn gemiddelde positie, zien we eenvoudig: hoeveel een oscillatiehoek waardoor het lichaam oscilleert in één seconde verandert. Als bijvoorbeeld een hoek waarover het lichaam oscilleert van 0 radialen naar gaat 2 radialen (360 °) in één seconde kunnen we de hoekfrequentie bepalen door de verandering in hoek 2π te delen door tijdsperiode T één seconde volgens formule (*).
If en
Vervolgens
Dat maakt de hoekfrequentie van het oscillatielichaam hoger dan de reguliere frequentie met de factor 2π.
Dus als 1 Hz = 10 rad/sec, dan .
Lees meer over Hoekvergelijking van beweging.
Hoekfrequentie versus frequentie
Hoekfrequentie | Frequentie |
Het is de hoekverplaatsing van het lichaam per tijdseenheid. | Het is het aantal trillingen van het lichaam in tijdseenheid. |
Het gebruikt radialen om de oscillatiesnelheid te meten. | Het gebruikt cycli om de oscillatiesnelheid te meten. |
Het wordt geanalyseerd wanneer de oscillatie van het lichaam hoekig is. | Het wordt geanalyseerd wanneer de oscillatie van het lichaam lineair is. |
Het is een hoekkinematische grootheid die wordt verklaard door alleen een polair coördinatensysteem te gebruiken. | Het is een lineaire kinematische grootheid die wordt verklaard door zowel polaire als cartesiaanse coördinatensystemen te gebruiken. |
De concepten vallen onder het onderwerp optica, mechanica en wisselstroomcircuits | De concepten vallen onder het onderwerp akoestische, elektromagneet- en radiotechnologie. |
Lees ook:
Hallo, ik ben Manish Naik, heb mijn MSc Natuurkunde afgerond met als specialisatie Solid-State Electronics. Ik heb drie jaar ervaring met het schrijven van artikelen over natuurkunde. Schrijven, gericht op het verstrekken van nauwkeurige informatie aan alle lezers, van beginners tot experts.
In mijn vrije tijd breng ik mijn tijd graag door in de natuur of bezoek ik historische plaatsen.
Ik kijk ernaar uit om u te verbinden via LinkedIn –