As vibrações e oscilações dos sistemas mecânicos continuam sendo um dos campos de estudo mais importantes da física. Praticamente todo sistema oscila ou vibra livremente de várias maneiras.
O que uma bóia oceânica, um violão, uma criança em um balanço ou os batimentos cardíacos têm em comum? Todos oscilam - o que significa que eles se movem para frente e para trás entre dois pontos. O próprio corpo humano é um tesouro de fenômenos vibratórios. Até os átomos do nosso corpo vibram. Todo sistema que oscila tem algo em comum. Envolve força e energia. Você inicia um movimento empurrando a criança em um balanço ou pode aumentar a energia dos átomos vibrando em um cristal com calor. Então oscilações criam ondas.
O que oscilações ou ondas têm em comum? A característica que relaciona esses fenômenos é a periodicidade. É claro que um pequeno número de princípios subjacentes descreve todos os fenômenos, o que prova que eles são comuns do que você poderia imaginar. Você notará um certo padrão ou movimento em cada fenômeno que se repete repetidamente. Um movimento periódico é um movimento que se repete repetidamente em intervalos regulares, como o exibido por uma corda de violão ou o movimento de vaivém de uma criança em um balanço. O tempo para concluir um ciclo de vibração ou oscilação é chamado período de uma onda. Frequência refere-se simplesmente ao número de ciclos de uma oscilação por segundo.
A frequência de uma onda simplesmente se refere ao número de ciclos completos ou oscilações que ocorrem em um segundo. É medido em ciclos por segundo ou hertz (Hz). Um ciclo é uma oscilação completa e uma vibração pode ser um único ou vários eventos, enquanto as oscilações são na sua maioria repetitivas para vários ciclos. Geralmente é indicado pela letra "f" e é expresso como:
f = 1 / T, onde 'T' representa o período de tempo e 'f' é a frequência.
Período é o inverso da frequência e é definido como o tempo necessário para uma ida e volta completa da vibração ou oscilação. Simplesmente se refere ao tempo para que algo ocorra periodicamente e é medido em segundos por ciclo. O período de tempo é recíproco da frequência, o que significa que ambas as quantidades são inversamente proporcionais entre si. Na forma de equação, o período é expresso como:
T = 1 / f, onde 'f' é a frequência e 'T' é o período de tempo.
Os termos período e frequência estão relacionados porque exibem um certo padrão de movimento, mas são distintamente diferentes. Ambos estão relacionados ao fenômeno periódico e são frequentemente confundidos um com o outro. Período refere-se à quantidade de tempo que uma onda leva para concluir um ciclo completo de oscilação ou vibração. Frequência, pelo contrário, refere-se ao número de ciclos completos ou oscilações que ocorrem por segundo. Período é uma quantidade relacionada ao tempo, enquanto a frequência está relacionada à taxa. Período simplesmente se refere ao tempo para que algo ocorra periodicamente, enquanto frequência significa quantas vezes isso acontece.
Ambas as quantidades são inversamente proporcionais entre si. A frequência é expressa em ciclos por segundo, oscilação por segundo, vibrações por segundo, etc. e geralmente é indicada pela letra "f". O período é expresso em segundos por ciclo. A unidade de frequência é Hertz (Hz) e "T" representa o período de uma oscilação completa. Em termos matemáticos, ambas as quantidades são recíprocas. Na forma de equação, a frequência e o período são expressos como:
f = 1 / T, onde f é frequência e T é período.
Também pode ser expresso como:
T = 1 / f
Digamos que uma onda leva um segundo para oscilar para cima e para baixo, o que significa que o período de tempo da onda é de 1 segundo. A frequência e o período são inversamente proporcionais entre si. Como apenas um ciclo ocorre em um segundo, a frequência da onda seria de 1 ciclo por segundo. E se a onda levasse meio segundo para oscilar o ciclo completo, o período dessa onda seria de 0,5 segundos e a frequência seria de 1 / 0,5 = 2, ou seja, 2 ciclos por segundo. Portanto, quanto maior o período, menor a frequência e vice-versa.
Tanto a frequência quanto o período de tempo são os parâmetros fundamentais das ondas, relacionados entre si, mas são distintamente diferentes em termos de quantidade. A frequência de uma onda está relacionada à quantidade da taxa, enquanto o período de tempo de uma onda está relacionado à quantidade de tempo. O período refere-se ao tempo que leva para uma onda completar um ciclo completo de oscilação ou vibração, que é inverso da frequência. A frequência refere-se ao número de vibrações que ocorrem em um segundo, que é o inverso do período de tempo. A frequência é geralmente medida em Hertz (Hz) e o período é medido em segundos. Ambos são inversamente proporcionais entre si, o que significa que, se a frequência for maior, o período será menor e vice-versa. A frequência é denotada pela letra 'f' e o período é denotado por 'T'.