Amplitude vs Frequência
Amplitude e frequência são duas das propriedades básicas dos movimentos periódicos. Uma compreensão adequada desses conceitos é necessária no estudo de movimentos como movimentos harmônicos simples e movimentos harmônicos amortecidos. Neste artigo, vamos discutir o que são frequência e amplitude, suas definições, as medidas e dependências de amplitude e frequência e, finalmente, a diferença entre amplitude e frequência.
Frequência
Frequência é um conceito discutido em movimentos periódicos de objetos. Para entender o conceito de frequência, é necessária uma compreensão adequada dos movimentos periódicos. Um movimento periódico pode ser considerado como qualquer movimento que se repete em um período de tempo fixo. Um planeta girando em torno do sol é um movimento periódico. Um satélite orbitando ao redor da Terra é um movimento periódico, mesmo o movimento de uma bola de equilíbrio é um movimento periódico. A maioria dos movimentos periódicos que encontramos são circulares, lineares ou semicirculares. Um movimento periódico tem uma frequência. A frequência significa quão “frequente” é o evento. Para simplificar, consideramos a frequência como as ocorrências por segundo. Os movimentos periódicos podem ser uniformes ou não uniformes. Um uniforme pode ter uma velocidade angular uniforme. Funções como modulação de amplitude podem ter períodos duplos. São funções periódicas encapsuladas em outras funções periódicas. O inverso da frequência do movimento periódico dá o tempo para um período. Movimentos harmônicos simples e movimentos harmônicos amortecidos também são movimentos periódicos. Assim, a frequência de um movimento periódico também pode ser obtida usando a diferença de tempo entre duas ocorrências semelhantes. A frequência de um pêndulo simples depende apenas do comprimento do pêndulo e da aceleração gravitacional para pequenas oscilações.
Amplitude
Amplitude também é uma propriedade muito importante de um movimento periódico. Para entender o conceito de amplitude, as propriedades dos movimentos harmônicos devem ser compreendidas. Um movimento harmônico simples é um movimento tal que a relação entre o deslocamento e a velocidade toma a forma de a=-ω2x onde “a” é a aceleração e “x” é a deslocamento. A aceleração e o deslocamento são antiparalelos. Isso significa que a força resultante sobre o objeto também está na direção da aceleração. Esta relação descreve um movimento onde o objeto está oscilando em torno de um ponto central. Pode-se ver que quando o deslocamento é zero, a força resultante sobre o objeto também é zero. Este é o ponto de equilíbrio da oscilação. O deslocamento máximo do objeto do ponto de equilíbrio é conhecido como a amplitude da oscilação. A amplitude de uma oscilação harmônica simples depende estritamente da energia mecânica total do sistema. Para um sistema massa-mola simples, se a energia interna total for E, a amplitude é igual a 2E/k, onde k é a constante elástica da mola. Nessa amplitude, a velocidade instantânea é zero; assim, a energia cinética também é zero. A energia total do sistema está na forma de energia potencial. No ponto de equilíbrio, a energia potencial torna-se zero.
Qual é a diferença entre amplitude e frequência?
• A amplitude depende estritamente da energia total do sistema, enquanto a frequência de uma oscilação depende das propriedades do próprio oscilador.
• Para um determinado sistema, a amplitude pode ser alterada, mas a frequência não.
