Temel Frekans ve Doğal Frekans
Doğal frekans ve temel frekans, çok önemli iki dalgayla ilgili fenomendir. Bu fenomenler, müzik, inşaat teknolojileri, afet önleme, akustik ve çoğu doğal sistem analizi gibi alanlarda büyük önem taşımaktadır. Bu alanlarda üstünlük sağlamak için bu kavramlarda net bir anlayışa sahip olmak çok önemlidir. Bu yazıda temel frekans ve doğal frekansın ne olduğunu, tanımlarını, uygulamalarını, doğal frekans ve temel frekansa bağlı olguları, benzerliklerini ve son olarak doğal frekans ile temel frekans arasındaki farkları tartışacağız.
Doğal Frekans Nedir?
Her sistemin doğal frekans adı verilen bir özelliği vardır. Sisteme küçük bir salınım sağlanacaksa, 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.
Temel Frekans Nedir?
Temel frekans, duran dalgalarda tartışılan bir kavramdır. Zıt yönlerde hareket eden iki özdeş dalga düşünün. Bu iki dalga birleştiğinde, sonuca duran dalga denir. +x yönünde hareket eden bir dalganın denklemi y=A sin (ωt – kx) ve -x yönünde hareket eden benzer bir dalganın denklemi y=A sin (ωt + kx)'dir. Süperpozisyon ilkesine göre, bu ikisinin örtüşmesinden elde edilen dalga biçimi y=2A sin (kx) cos (ωt)'dir. Bu, duran bir dalganın denklemidir. 'x', orijinden olan uzaklıktır; belirli bir x değeri için 2A sin (kx) sabit olur. Sin (kx) -1 ile +1 arasında değişir. Bu nedenle, sistemin maksimum genliği 2A'dır. Temel frekans, sistemin bir özelliğidir. Temel frekansta, sistemlerin iki ucu salınım yapmaz ve bunlar düğümler olarak bilinir. Sistemin merkezi maksimum genlikle salınıyor ve antinode olarak biliniyor.
Doğal frekans ile temel frekans arasındaki fark nedir?
• Doğal frekans salınımlarla ilgili bir özelliktir, ancak temel frekans dalgalarla ilgili bir özelliktir.
• Her sistemin bir doğal frekansı vardır, ancak temel frekans sadece bazı sistemlerde oluşur.
• Temel frekans için, zıt yönde hareket eden iki özdeş dalganın üst üste binmesi gerekir, ancak doğal frekans için yalnızca tek bir salınım gereklidir.
