Amplitud frente a frecuencia
La amplitud y la frecuencia son dos de las propiedades básicas de los movimientos periódicos. Se requiere una comprensión adecuada de estos conceptos en el estudio de movimientos tales como movimientos armónicos simples y movimientos armónicos amortiguados. En este artículo, vamos a discutir qué son la frecuencia y la amplitud, sus definiciones, la medida y las dependencias de la amplitud y la frecuencia y, finalmente, la diferencia entre la amplitud y la frecuencia.
Frecuencia
La frecuencia es un concepto discutido en los movimientos periódicos de los objetos. Para comprender el concepto de frecuencia, se requiere una comprensión adecuada de los movimientos periódicos. Un movimiento periódico se puede considerar como cualquier movimiento que se repite en un período de tiempo fijo. Un planeta que gira alrededor del sol es un movimiento periódico. Un satélite que orbita alrededor de la tierra es un movimiento periódico, incluso el movimiento de una bola de equilibrio es un movimiento periódico. La mayoría de los movimientos periódicos que encontramos son circulares, lineales o semicirculares. Un movimiento periódico tiene una frecuencia. La frecuencia significa qué tan "frecuente" es el evento. Para simplificar, tomamos la frecuencia como las ocurrencias por segundo. Los movimientos periódicos pueden ser uniformes o no uniformes. Un uniforme puede tener una velocidad angular uniforme. Funciones como la modulación de amplitud pueden tener periodos dobles. Son funciones periódicas encapsuladas en otras funciones periódicas. El inverso de la frecuencia del movimiento periódico da el tiempo de un período. Los movimientos armónicos simples y los movimientos armónicos amortiguados también son movimientos periódicos. De este modo, la frecuencia de un movimiento periódico también se puede obtener utilizando la diferencia de tiempo entre dos sucesos similares. La frecuencia de un péndulo simple solo depende de la longitud del péndulo y de la aceleración gravitatoria para pequeñas oscilaciones.
Amplitud
La amplitud también es una propiedad muy importante de un movimiento periódico. Para entender el concepto de amplitud, se deben entender las propiedades de los movimientos armónicos. Un movimiento armónico simple es un movimiento tal que la relación entre el desplazamiento y la velocidad toma la forma de a=-ω2x donde “a” es la aceleración y “x” es la desplazamiento. La aceleración y el desplazamiento son antiparalelos. Esto significa que la fuerza neta sobre el objeto también está en la dirección de la aceleración. Esta relación describe un movimiento donde el objeto oscila alrededor de un punto central. Se puede ver que cuando el desplazamiento es cero, la fuerza neta sobre el objeto también es cero. Este es el punto de equilibrio de la oscilación. El desplazamiento máximo del objeto desde el punto de equilibrio se conoce como la amplitud de la oscilación. La amplitud de una oscilación armónica simple depende estrictamente de la energía mecánica total del sistema. Para un sistema resorte-masa simple, si la energía interna total es E, la amplitud es igual a 2E/k, donde k es la constante elástica del resorte. A esa amplitud, la velocidad instantánea es cero; por lo tanto, la energía cinética también es cero. La energía total del sistema está en forma de energía potencial. En el punto de equilibrio, la energía potencial se vuelve cero.
¿Cuál es la diferencia entre amplitud y frecuencia?
• La amplitud depende estrictamente de la energía total del sistema, mientras que la frecuencia de una oscilación depende de las propiedades del propio oscilador.
• Para un sistema dado, la amplitud se puede cambiar pero la frecuencia no.
