Différence entre fréquence fondamentale et fréquence naturelle

Fréquence fondamentale vs fréquence naturelle
 

La fréquence naturelle et la fréquence fondamentale sont deux phénomènes très importants liés aux ondes. Ces phénomènes revêtent une grande importance dans des domaines tels que la musique, les technologies de la construction, la prévention des catastrophes, l’acoustique et la plupart des analyses de systèmes naturels. Il est essentiel de bien comprendre ces concepts pour exceller dans de tels domaines. Dans cet article, nous allons discuter de la fréquence fondamentale et de la fréquence propre, de leurs définitions, de leurs applications, des phénomènes liés à la fréquence propre et à la fréquence fondamentale, de leurs similitudes et enfin des différences entre fréquence propre et fréquence fondamentale..

Quelle est la fréquence naturelle?

Chaque système a une propriété appelée fréquence naturelle. Le système suivra cette fréquence s'il doit être doté d'une petite oscillation. La fréquence naturelle d'un système est très importante. Des événements tels que les tremblements de terre et les vents peuvent détruire des objets ayant la même fréquence naturelle que l'événement lui-même. Il est très important de comprendre et de mesurer la fréquence naturelle d'un système afin de le protéger de telles catastrophes naturelles. La fréquence naturelle est directement liée à la résonance. Lorsqu'un système (par exemple un pendule) reçoit une petite oscillation, il commence à osciller. La fréquence avec laquelle il bascule est la fréquence naturelle du système. Imaginons maintenant une force externe périodique appliquée au système. La fréquence de cette force externe n'est pas nécessairement similaire à la fréquence naturelle du système. Cette force va essayer d'osciller le système à la fréquence de la force. Cela crée un motif inégal. Une partie de l'énergie de la force externe est absorbée par le système. Considérons maintenant le cas où les fréquences sont les mêmes. Dans ce cas, le pendule oscille librement avec le maximum d'énergie absorbée par la force externe. Ceci s'appelle la résonance. Les systèmes tels que les bâtiments, les circuits électroniques et électriques, les systèmes optiques, les systèmes sonores et même les systèmes biologiques ont des fréquences propres. Ils peuvent être sous forme d'impédance, d'oscillation ou de superposition, selon le système.

Quelle est la fréquence fondamentale?

La fréquence fondamentale est un concept discuté dans les ondes stationnaires. Imaginez deux vagues identiques qui voyagent dans des directions opposées. Lorsque ces deux ondes se rencontrent, le résultat est appelé onde stationnaire. L'équation d'une onde voyageant dans la direction + x est y = A sin (t - kx), et l'équation d'une onde similaire se propageant dans la direction -x est y = A sin (t + kx). Selon le principe de superposition, la forme d'onde résultante du chevauchement de ces deux formes est y = 2A sin (kx) cos (t). C'est l'équation d'une onde stationnaire. 'x' étant la distance de l'origine; pour une valeur x donnée, le 2A sin (kx) devient une constante. Sin (kx) varie entre -1 et +1. Par conséquent, l'amplitude maximale du système est de 2A. La fréquence fondamentale est une propriété du système. A la fréquence fondamentale, les deux extrémités des systèmes n'oscillent pas et sont appelées nœuds. Le centre du système oscille avec l’amplitude maximale, il est appelé antinode..