แอมพลิจูดเทียบกับความถี่
แอมพลิจูดและความถี่เป็นคุณสมบัติพื้นฐานสองประการของการเคลื่อนที่เป็นระยะ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องในแนวคิดเหล่านี้ในการศึกษาการเคลื่อนไหว เช่น การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย และการเคลื่อนไหวฮาร์มอนิกแบบหน่วง ในบทความนี้ เราจะพูดถึงความถี่และแอมพลิจูด คำจำกัดความ การวัดและการขึ้นต่อกันของแอมพลิจูดและความถี่ และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างแอมพลิจูดและความถี่
ความถี่
ความถี่เป็นแนวคิดที่กล่าวถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุเป็นระยะๆ เพื่อให้เข้าใจแนวคิดเรื่องความถี่ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับการเคลื่อนที่เป็นระยะการเคลื่อนไหวเป็นระยะถือได้ว่าเป็นการเคลื่อนไหวใดๆ ที่ทำซ้ำตัวเองในช่วงเวลาที่กำหนด ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นการเคลื่อนที่เป็นระยะ ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกเป็นการเคลื่อนที่แบบคาบ แม้แต่การเคลื่อนที่ของชุดบอลทรงตัวก็เป็นการเคลื่อนที่แบบคาบ การเคลื่อนที่แบบคาบส่วนใหญ่ที่เราพบนั้นเป็นแบบวงกลม เชิงเส้น หรือครึ่งวงกลม การเคลื่อนที่เป็นระยะมีความถี่ ความถี่หมายถึงความถี่ของเหตุการณ์ เพื่อความง่าย เราใช้ความถี่เป็นค่าที่เกิดขึ้นต่อวินาที การเคลื่อนไหวเป็นระยะ ๆ อาจเป็นแบบเดียวกันหรือไม่สม่ำเสมอก็ได้ เครื่องแบบสามารถมีความเร็วเชิงมุมสม่ำเสมอได้ ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การมอดูเลตแอมพลิจูดสามารถมีคาบคู่ได้ เป็นฟังก์ชันคาบที่ห่อหุ้มฟังก์ชันคาบอื่นๆ ค่าผกผันของความถี่ของการเคลื่อนที่เป็นคาบให้เวลาของคาบหนึ่ง การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายและการเคลื่อนไหวฮาร์มอนิกแบบแดมเปอร์ก็เป็นการเคลื่อนไหวแบบเป็นระยะเช่นกัน ด้วยเหตุนี้จึงสามารถหาความถี่ของการเคลื่อนที่เป็นระยะได้โดยใช้ผลต่างของเวลาระหว่างเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกันสองเหตุการณ์ความถี่ของลูกตุ้มธรรมดาจะขึ้นอยู่กับความยาวของลูกตุ้มและความเร่งโน้มถ่วงสำหรับการแกว่งน้อย
แอมพลิจูด
แอมพลิจูดยังเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากของการเคลื่อนที่เป็นระยะ เพื่อให้เข้าใจแนวคิดเรื่องแอมพลิจูด ต้องเข้าใจคุณสมบัติของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิก การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายคือการเคลื่อนไหวที่ความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดและความเร็วอยู่ในรูปของ a=-ω2x โดยที่ “a” คือความเร่งและ “x” คือ การกระจัด การเร่งความเร็วและการกระจัดเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม ซึ่งหมายความว่าแรงสุทธิของวัตถุนั้นขึ้นอยู่กับทิศทางของความเร่งด้วย ความสัมพันธ์นี้อธิบายการเคลื่อนไหวที่วัตถุกำลังสั่นอยู่รอบจุดศูนย์กลาง จะเห็นได้ว่าเมื่อการกระจัดเป็นศูนย์ แรงสุทธิบนวัตถุก็จะเป็นศูนย์เช่นกัน นี่คือจุดสมดุลของการแกว่ง การกระจัดสูงสุดของวัตถุจากจุดสมดุลเรียกว่าแอมพลิจูดของการแกว่งแอมพลิจูดของการสั่นฮาร์มอนิกอย่างง่ายนั้นขึ้นอยู่กับพลังงานกลทั้งหมดของระบบอย่างเคร่งครัด สำหรับระบบสปริง – มวลอย่างง่าย หากพลังงานภายในทั้งหมดเป็น E แอมพลิจูดจะเท่ากับ 2E/k โดยที่ k คือค่าคงที่สปริงของสปริง ที่แอมพลิจูดนั้น ความเร็วชั่วขณะจะเป็นศูนย์ ดังนั้นพลังงานจลน์จึงเป็นศูนย์เช่นกัน พลังงานทั้งหมดของระบบอยู่ในรูปของพลังงานศักย์ ที่จุดสมดุลพลังงานศักย์จะกลายเป็นศูนย์
แอมพลิจูดและความถี่ต่างกันอย่างไร
• แอมพลิจูดขึ้นอยู่กับพลังงานทั้งหมดของระบบอย่างเคร่งครัด ในขณะที่ความถี่ของการแกว่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของออสซิลเลเตอร์เอง
• สำหรับระบบที่กำหนด แอมพลิจูดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ความถี่ไม่สามารถทำได้