Diferença entre frequência fundamental e frequência natural

Frequência fundamental vs frequência natural
 

Frequência natural e frequência fundamental são dois fenômenos relacionados à onda que são muito importantes. Esses fenômenos são de grande importância em áreas como música, tecnologias de construção, prevenção de desastres, acústica e grande parte da análise do sistema natural. É vital ter um entendimento claro desses conceitos para se destacar em tais campos. Neste artigo, discutiremos o que são frequência fundamental e frequência natural, suas definições, aplicações, os fenômenos ligados à frequência natural e frequência fundamental, suas similaridades e, finalmente, as diferenças entre frequência natural e frequência fundamental..

O que é frequência natural?

Todo sistema tem uma propriedade chamada frequência natural. O sistema seguirá essa frequência, se for necessário fornecer uma pequena oscilação. A frequência natural de um sistema é muito importante. Eventos como terremotos e ventos podem destruir objetos com a mesma frequência natural que o próprio evento. É muito importante entender e medir a frequência natural de um sistema para protegê-lo de tais desastres naturais. A frequência natural está diretamente relacionada à ressonância. Quando um sistema (por exemplo, um pêndulo) recebe uma pequena oscilação, ele começa a balançar. A frequência com que oscila é a frequência natural do sistema. Agora imagine uma força externa periódica aplicada ao sistema. A frequência dessa força externa não é necessariamente semelhante à frequência natural do sistema. Essa força tentará oscilar o sistema para a frequência da força. Isso cria um padrão desigual. Alguma energia da força externa é absorvida pelo sistema. Agora vamos considerar o caso em que as frequências são as mesmas. Nesse caso, o pêndulo oscila livremente com a energia máxima absorvida pela força externa. Isso é chamado de ressonância. Sistemas como edifícios, circuitos eletrônicos e elétricos, sistemas ópticos, sistemas de som e até sistemas biológicos têm frequências naturais. Eles podem estar na forma de impedância, oscilação ou superposição, dependendo do sistema.

O que é frequência fundamental?

Frequência fundamental é um conceito discutido em ondas estacionárias. Imagine duas ondas idênticas, que estão viajando em direções opostas. Quando essas duas ondas se encontram, o resultado é chamado de onda estacionária. A equação de uma onda que viaja na direção + x é y = Um pecado (ωt - kx), e a equação de uma onda similar que viaja na direção -x é y = A sin (ωt + kx). Pelo princípio da superposição, a forma de onda resultante da sobreposição dessas duas é y = 2A sen (kx) cos (ωt). Esta é a equação de uma onda estacionária. 'x' sendo a distância da origem; para um dado valor x, o 2A sin (kx) se torna uma constante. O pecado (kx) varia entre -1 e +1. Portanto, a amplitude máxima do sistema é 2A. A frequência fundamental é uma propriedade do sistema. Na frequência fundamental, as duas extremidades dos sistemas não estão oscilando e são conhecidas como nós. O centro do sistema está oscilando com a amplitude máxima e é conhecido como antinodo.