Mzunguko wa Msingi dhidi ya Masafa ya Asili
Marudio ya asili na masafa ya kimsingi ni matukio mawili yanayohusiana na mawimbi ambayo ni muhimu sana. Matukio haya yana umuhimu mkubwa katika nyanja kama vile muziki, teknolojia ya ujenzi, uzuiaji wa majanga, sauti za sauti na uchanganuzi mwingi wa mfumo asilia. Ni muhimu kuwa na uelewa wa wazi katika dhana hizi ili kufaulu katika nyanja kama hizi. Katika makala haya, tutajadili masafa ya kimsingi na masafa ya asili ni nini, ufafanuzi wao, matumizi, matukio yanayounganishwa na mzunguko wa asili na mzunguko wa kimsingi, kufanana kwao na hatimaye tofauti kati ya mzunguko wa asili na mzunguko wa kimsingi.
Marudio ya Asili ni nini?
Kila mfumo una sifa inayoitwa masafa ya asili. Mfumo utafuata mzunguko huu, ikiwa mfumo utatolewa kwa oscillation ndogo. Mzunguko wa asili wa mfumo ni muhimu sana. Matukio kama vile matetemeko ya ardhi na upepo yanaweza kuharibu vitu vilivyo na marudio ya asili sawa na tukio lenyewe. Ni muhimu sana kuelewa na kupima mzunguko wa asili wa mfumo ili kuilinda kutokana na majanga hayo ya asili. Mzunguko wa asili unahusiana moja kwa moja na resonance. Wakati mfumo (k.m. pendulum) unapewa oscillation ndogo, itaanza kuzunguka. Mzunguko ambao inazunguka ni mzunguko wa asili wa mfumo. Sasa fikiria nguvu ya nje ya mara kwa mara inayotumika kwenye mfumo. Mzunguko wa nguvu hii ya nje si lazima iwe sawa na mzunguko wa asili wa mfumo. Nguvu hii itajaribu kugeuza mfumo kwa mzunguko wa nguvu. Hii inaunda muundo usio na usawa. Nishati fulani kutoka kwa nguvu ya nje inafyonzwa na mfumo. Sasa hebu tuzingatie kesi ambapo masafa ni sawa. Katika kesi hii, pendulum itazunguka kwa uhuru na nishati ya juu inayofyonzwa kutoka kwa nguvu ya nje. Hii inaitwa resonance. Mifumo kama vile majengo, saketi za kielektroniki na umeme, mifumo ya macho, mifumo ya sauti na hata mifumo ya kibaolojia ina masafa ya asili. Zinaweza kuwa katika umbo la kizuizi, msisimko, au nafasi ya juu, kutegemea mfumo.
Marudio ya Msingi ni nini?
Marudio ya kimsingi ni dhana inayojadiliwa katika mawimbi yaliyosimama. Hebu wazia mawimbi mawili yanayofanana, ambayo yanasafiri pande tofauti. Wakati mawimbi haya mawili yanapokutana, matokeo yake huitwa wimbi la kusimama. Mlinganyo wa wimbi linalosafiri katika mwelekeo wa +x ni y=A dhambi (ωt - kx), na mlinganyo wa wimbi sawa linalosafiri katika mwelekeo -x ni y=A dhambi (ωt + kx). Kwa kanuni ya nafasi ya juu, muundo wa wimbi unaotokana na mwingiliano wa hizi mbili ni y=2A sin (kx) cos (ωt). Hii ni equation ya wimbi la kusimama. 'x' kuwa umbali kutoka asili; kwa thamani fulani ya x, dhambi ya 2A (kx) inakuwa ya kudumu. Sin (kx) inatofautiana kati ya -1 na +1. Kwa hiyo, amplitude ya juu ya mfumo ni 2A. Mzunguko wa kimsingi ni mali ya mfumo. Katika mzunguko wa kimsingi, ncha mbili za mifumo hazizunguki, na zinajulikana kama nodi. Sehemu ya katikati ya mfumo inazunguka kwa kiwango cha juu zaidi cha amplitude, na inajulikana kama antinodi.
Kuna tofauti gani kati ya masafa ya asili na masafa ya kimsingi?
• Masafa ya asili ni sifa inayohusu kuzunguka, lakini masafa ya kimsingi ni sifa inayohusu mawimbi.
• Kila mfumo una masafa ya asili, lakini masafa ya kimsingi hutokea katika baadhi ya mifumo pekee.
• Kwa masafa ya kimsingi, nafasi ya juu zaidi ya mawimbi mawili yanayofanana yakienda kinyume inahitajika, lakini kwa masafa ya asili, ni msisimko mmoja tu unaohitajika.
