Vibrasjoner og svingninger av mekaniske systemer forblir et av de viktigste fagområdene i fysikk. Nesten alle systemer oscillerer eller vibrerer fritt på mange forskjellige måter.
Hva har en havbøye, en gitar, et barn i en sving eller hjerteslag alle sammen til felles? De svinger alle, noe som betyr at de beveger seg frem og tilbake mellom to punkter. Menneskekroppen i seg selv er en skattekiste av vibrerende fenomener. Selv atomene i kroppen vår vibrerer. Hvert system som svinger, har noe til felles. Det innebærer kraft og energi. Du starter en bevegelse ved å skyve barnet i sving eller du kan øke atomenes energi som vibrerer i en krystall med varme. Så svingninger skaper bølger.
Hva har svingninger eller bølger til felles? Funksjonen som relaterer slike fenomener er periodicitet. Det er klart at et lite antall underliggende prinsipper beskriver alle fenomenene som viser at de er vanlige enn du kunne ha forestilt deg. Du vil merke et bestemt mønster eller bevegelse i hvert fenomen som gjentar seg igjen og igjen. En periodisk bevegelse er en bevegelse som gjentar seg igjen og igjen med jevne mellomrom, som den som er utstilt av en gitarstreng eller frem og tilbake bevegelse av et barn i en sving. Tiden for å fullføre en vibrasjonssyklus eller sving kalles en bølgeperiode. Frekvens refererer ganske enkelt til antall sykluser av en svingning oppstår per sekund.
Frekvensen av en bølge refererer bare til antall komplett sykluser eller svingninger som oppstår i ett sekund. Det måles i sykluser per sekund eller hertz (Hz). En syklus er en komplett oscillasjon, og en vibrasjon kan være en enkelt eller flere hendelser, mens svingninger er for det meste repetitive for en rekke sykluser. Det er vanligvis betegnet med bokstaven "f" og uttrykkes som:
f = 1 / T, hvor 'T' representerer tidsperiode og 'f' er frekvensen.
Periode er den omvendte frekvensen og er definert som tiden som er tatt for en fullstendig rundtur av vibrasjon eller svingning. Det refererer bare til tiden for noe å skje periodisk, og det måles i sekunder per syklus. Tidsperioden er gjensidig av frekvensen, som betyr at begge mengder er omvendt proporsjonal med hverandre. I ligningsform er perioden uttrykt som:
T = 1 / f, hvor 'f' er frekvensen og 'T' er tidsperioden.
Både betingelsene periode og frekvens er relatert fordi de viser et visst bevegelsesmønster, men de er tydelig forskjellige. Begge er relatert til periodisk fenomen og er ofte forvekslet med hverandre. Periode refererer til hvor lang tid det tar en bølge å fullføre en full syklus av svingning eller vibrasjon. Frekvens, tvert imot, refererer til antall komplett sykluser eller svingninger oppstår per sekund. Periode er en mengde relatert til tid, mens frekvensen er relatert til frekvens. Periode refererer bare til tiden for noe å skje periodisk, mens frekvens betyr hvor ofte det skjer.
Begge mengdene er omvendt proporsjonal med hverandre. Frekvensen uttrykkes i sykluser per sekund, waver per sekund, vibrasjoner per sekund, etc. og er vanligvis betegnet med bokstaven "f". Perioden uttrykkes i sekunder per syklus. Frekvensenheten er Hertz (Hz) og "T" representerer tidsperioden for en fullstendig oscillasjon. I matematiske termer er begge mengder gjensidig av hverandre. I ligningsform er frekvens og periode uttrykt som:
f = 1 / T, hvor f er frekvens og T er periode.
Det kan også uttrykkes som:
T = 1 / f
La oss si at en bølge tar et sekund å svinge opp og ned, noe som betyr at bølgelengden er 1 sekund. Frekvensen og perioden er omvendt proporsjonal med hverandre. Fordi bare en syklus oppstår i et sekund, vil frekvensen av bølgen være 1 syklus per sekund. Og hvis bølgen tok et halvt sekund for å oscillere hele syklusen, ville perioden for den bølgen være 0,5 sekunder og frekvensen ville være 1 / 0.5 = 2, det vil si 2 sykluser per sekund. Så, lengre tidsperioden, senk frekvensen og omvendt.
Både frekvens og tidsperiode er de grunnleggende parametrene for bølger, som er relatert til hverandre, men de er tydeligvis forskjellige når det gjelder kvantitet. Frekvensen av en bølge er relatert til frekvensmengde, mens tidsperioden for en bølge er relatert til tidsmengde. Tidsperioden refererer til tiden det tar for en bølge for å fullføre en full syklus med svingning eller vibrasjon, som er omvendt av frekvensen. Frekvensen refererer til antall vibrasjoner som forekommer i ett sekund, som er den omvendte tidsperioden. Frekvensen måles vanligvis i Hertz (Hz) og perioden måles i sekunder. Begge er omvendt proporsjonal med hverandre, noe som betyr at hvis frekvensen er høyere, så er perioden lavere og omvendt. Frekvensen er betegnet med bokstaven "f", og perioden betegnes med 'T'.