Doğal Frekans ve Frekans
Bir salınımın frekansı, bir olayın ne sıklıkta meydana geldiğini gösterir. Frekans ve doğal frekans, fizikte tartışılan çok önemli iki kavramdır. Dalgalar ve titreşimler, kuantum mekaniği, inşaat mühendisliği, makine mühendisliği ve diğer çeşitli alanlarda üstünlük sağlamak için frekans ve doğal frekans konusunda doğru bir anlayışa sahip olmak hayati önem taşır. Bu yazıda frekans ve doğal frekansın ne olduğunu, tanımlarını, benzerliklerini, uygulamalarını ve son olarak frekans ile doğal frekans arasındaki farkı tartışacağız.
Sıklık
Sıklık, nesnelerin periyodik hareketlerinde tartışılan bir kavramdır. Frekans kavramını anlamak için periyodik hareketlerin doğru bir şekilde anlaşılması gerekir. Periyodik bir hareket, sabit bir zamanda kendini tekrar eden herhangi bir hareket olarak kabul edilebilir. Güneş etrafında dönen bir gezegen periyodik bir harekettir. Dünyanın etrafında dönen bir uydu periyodik bir harekettir ve bir denge topunun hareketi bile periyodik bir harekettir. Karşılaştığımız periyodik hareketlerin çoğu dairesel, doğrusal veya yarı daireseldir. Periyodik hareketin bir frekansı vardır. Sıklık, olayın ne kadar "sık" meydana geldiği anlamına gelir. Basit olması için, frekansı saniyedeki oluşumlar olarak alıyoruz. Periyodik hareketler tek tip veya tek tip olmayabilir. Bir üniforma, düzgün bir açısal hıza sahip olabilir. Genlik modülasyonu gibi fonksiyonlar çift periyoda sahip olabilir. Diğer periyodik fonksiyonlarda kapsüllenmiş periyodik fonksiyonlardır. Periyodik hareketin frekansının tersi, bir periyodun süresini verir. Basit harmonik hareketler ve sönümlü harmonik hareketler de periyodik hareketlerdir. Böylece, benzer iki olay arasındaki zaman farkı kullanılarak periyodik bir hareketin frekansı da elde edilebilir. Basit bir sarkacın frekansı yalnızca sarkacın uzunluğuna ve küçük salınımlar için yerçekimi ivmesine bağlıdır.
Doğal Frekans
Her sistemin doğal frekans adı verilen bir özelliği vardır. Sisteme küçük bir salınım sağlandığında sistem bu frekansı izleyecektir. Bir sistemin doğal frekansı çok önemlidir. Deprem ve rüzgar gibi olaylar, olayın kendisi ile aynı doğal frekansa sahip nesneler üzerinde yıkım yapabilir. Bir sistemi bu tür doğal afetlerden korumak için doğal frekansını anlamak ve ölçmek çok önemlidir. Doğal frekans, rezonans ile doğrudan ilişkilidir. Bir sisteme (örneğin bir sarkaç) küçük bir salınım verildiğinde, sallanmaya başlayacaktır. Sallandığı frekans, sistemin doğal frekansıdır. Şimdi sisteme uygulanan periyodik bir dış kuvvet hayal edin. Bu dış kuvvetin frekansı, sistemin doğal frekansına mutlaka benzer olmak zorunda değildir. Bu kuvvet, sistemi kuvvetin frekansına döndürmeye çalışacaktır. Bu düzensiz bir desen oluşturur. Dış kuvvetten gelen enerjinin bir kısmı sistem tarafından emilir. Şimdi frekansların aynı olduğu durumu ele alalım. Bu durumda sarkaç, dış kuvvetten emilen maksimum enerji ile serbestçe sallanacaktır. Buna rezonans denir. Binalar, elektronik ve elektrik devreleri, optik sistemler, ses sistemleri ve hatta biyolojik sistemler gibi sistemlerin doğal frekansları vardır. Sisteme bağlı olarak empedans, salınım veya süperpozisyon şeklinde olabilirler.
Frekans ve Doğal Frekans arasındaki fark nedir?
• Frekans, bir olayın ne sıklıkta meydana geldiğini tanımlamak için yaygın olarak kullanılan bir terimdir, oysa doğal frekans belirli bir dinamik sistem için özel bir frekansı ifade eder.
• Bir sistemin frekansı herhangi bir değer alabilir, ancak belirli bir sistemin doğal frekansı belirli bir değerdir.
