Frequenza angolare e frequenza: 3 importanti spiegazioni

La frequenza angolare e la frequenza sono le quantità che misurano l'oscillazione per unità di tempo. L'articolo discute la relazione tra frequenza angolare e frequenza. 

La frequenza angolare descrive lo spostamento angolare del corpo per unità di tempo. In una relazione, la frequenza descrive il numero di oscillazioni del corpo per unità di tempo. La frequenza angolare misura una caratteristica simile alla frequenza ed entrambe le quantità sono scalari che hanno solo grandezza ma non direzione.

Il corpo oscillante o oscillatore significa che il corpo sta eseguendo il movimento periodico subendo un ciclo; quando è passato attraverso un intervallo di posizioni dalla sua posizione media e ritorna di nuovo alla sua posizione media.

Le quantità del corpo oscillante, come la frequenza angolare indicata con omega simbolo (ω) e la frequenza rappresentata da (f), descrivi il la velocità di oscillazione del corpo o quanto oscilla dalla sua posizione media. Ma queste quantità si basano sui tipi di oscillazione. Quando l'oscillazione è lineare, ne esaminiamo la frequenza. Mentre, quando è angolare, esaminiamo la sua frequenza angolare. 

Frequenza angolare e frequenza
Frequenza angolare e frequenza

Poiché la frequenza calcola il numero di oscillazioni dell'intero corpo per unità di tempo, l'unità di misura della frequenza è rappresentata nella vibrazione al secondo o, precisamente, cicli al secondo. Semplicemente, la sua unità di misura è Hertz (Hz) che equivale a un ciclo al secondo.

Per determinare la frequenza di oscillazione, dobbiamo prima scoprire il suo periodo di tempo. Il periodo di tempo è anche la quantità di corpo oscillante che mostra il tempo totale impiegato dal corpo per raggiungere un'oscillazione. Confrontando le definizioni sia del periodo di tempo che della frequenza, queste quantità di oscillazione sono reciproche.

vale a dire, f = \\frac{1}{T} ………..(#)

Ad esempio, in una forma d'onda sinusoidale, il tempo impiegato dall'onda per completare un'oscillazione è di ½ secondo, quindi la sua frequenza è di 2 cicli al secondo o Hertz.

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Frequenza angolare e frequenza
Relazione tra frequenza e periodo di tempo

Ma quando il corpo oscilla angolarmente, il suo spostamento dalla posizione media è misurato dalla frequenza angolare. Il corpo percorre un percorso circolare, coprendo un particolare angolo è riconosciuto come il suo spostamento angolare. Poiché lo spostamento angolare include un angolo, la frequenza angolare del corpo oscillante è espressa in radianti al secondo (rad s-1) or giri al minuto (rpm).

Ad esempio, parlando della rotazione della giostra nel parco giochi per bambini, abbiamo espresso la sua frequenza angolare in radianti al minuto. Ma quando si parla della frequenza angolare della luna che ruota intorno alla terra, ha più senso esprimerla in radianti al giorno.  

Per saperne di più, leggi Movimento armonico semplice a frequenza angolare.

Relazione tra frequenza e frequenza angolare

La frequenza e la frequenza angolare del corpo oscillante sono correlate tra loro perché entrambe le quantità vengono utilizzate per definire la velocità di oscillazione del corpo.

La formula della frequenza angolare (ω) del corpo oscillante è il prodotto della frequenza (f) e l'angolo attraverso il corpo oscilla. cioè., \\omega = 2\\pi f. Ciò significa che la frequenza angolare è analoga alla frequenza per il fattore costante 2π.

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Frequenza angolare e frequenza

semplice moto armonico (SHM) del sistema illustra che la frequenza angolare ω e la frequenza f hanno dimensioni identiche. Quindi, entrambe le quantità sono misurate dalla stessa unità dell'inverso del tempo. cioè, s-1. Questo fatto concorda con l'unità di misura della frequenza angolare. Tuttavia, è paragonabile alle leggi della fisica ed elimina la differenza nella relazione tra frequenza angolare e frequenza. cioè., \\omega = 2\\pi f.

Come la frequenza (f) del corpo oscillante, anche la sua frequenza angolare (ω) è correlata al periodo di tempo (T). Quando il corpo ruota in un percorso orbitale o semplicemente circolare, il suo periodo di tempo stima il tempo totale necessario al corpo per completare un giro.

Poiché f = 1/T, la relazione tra frequenza angolare e frequenza diventa \\omega = \\frac{2\\pi }{T}. ……(*)

Relazione tra frequenza angolare e frequenza
Relazione tra frequenza angolare e frequenza (credito: numericabile)

Qual è 2π in frequenza angolare e frequenza?

Quando esprimiamo la velocità di oscillazione in termini di un periodo di tempo, il fattore costante 2π mette in relazione la frequenza angolare con la frequenza.

Mentre descriviamo la frequenza angolare, spieghiamo la rotazione del corpo in radianti al secondo. Il corpo deve ruotare di 360° per completare un'oscillazione. Poiché 360° = 2π. Ecco perché il fattore costante 2π entra in gioco mettendo in relazione la frequenza angolare con la frequenza durante l'oscillazione. 

Durante l'oscillazione del corpo dalla sua posizione media, vediamo semplicemente quanto cambia in un secondo l'angolo di oscillazione attraverso il quale il corpo oscilla. Ad esempio, se un angolo attraverso il quale oscilla il corpo va da 0 radianti a  radianti (360 °) in un secondo, possiamo determinare la sua frequenza angolare dividendo la variazione dell'angolo 2π per il periodo di tempo T un secondo come da formula (*)

If \\omega = \\frac{2\\pi }{T} ed f = \\frac{1}{T}

Poi, \\omega = 2\\pi f

Quello fa la frequenza angolare del corpo oscillante superiore alla sua frequenza regolare del fattore 2π.

Quindi, se 1Hz = 10 rad/sec, allora 1 radiante = \\frac{360}{10} = 36 ^{\\circ}.

Per saperne di più, leggi Equazione angolare del moto.

Frequenza angolare vs frequenza

Frequenza angolareFrequenza
È lo spostamento angolare del corpo per unità di tempo.È il numero di oscillazioni del corpo nell'unità di tempo.
Utilizza i radianti per misurare la velocità di oscillazione.Utilizza i cicli per misurare la velocità di oscillazione.
Viene analizzato quando l'oscillazione del corpo è angolare.Viene analizzato quando l'oscillazione del corpo è lineare.
È una quantità cinematica angolare che viene spiegata utilizzando solo un sistema di coordinate polari..È una quantità cinematica lineare che viene spiegata utilizzando sia i sistemi di coordinate polari che cartesiani.
I suoi concetti rientrano nell'ambito dell'ottica, della meccanica e dei circuiti alternatiI suoi concetti rientrano nell'argomento della tecnologia acustica, elettromagnetica e radio.

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