Циклічна частота - що і як?
У світі, що оточує нас, є багато явищ і процесів, які, за великим рахунком, непомітні не тому, що їх немає, а тому, що ми їх просто не помічаємо. Вони присутні завжди і є такою ж непомітною та обов'язкової сутністю речей, без якої наше життя і уявити важко. Кожному, наприклад, відомо, що таке коливання: в найзагальнішому вигляді - це відхилення від стану рівноваги. Ну, добре, відхилилася верхівка Останкінської вежі на свої 5 м, а що далі? Так і застигне? Нічого подібного, почне повертатися назад, проскочить стан рівноваги і буде відхилятися в інший бік, і так вічно, поки вона буде існувати. А скажіть, багато людей реально бачили ці цілком серйозні коливання такого величезного споруди? Всі знають, коливається, сюди-туди, сюди-туди, і вдень і вночі, взимку і влітку, але якось ... не помітно. Причини коливального процесу - це інше питання, але його наявність - невіддільний ознака всього сущого.
Коливається все навколо: будівлі, споруди, маятники годинників, листя на деревах, струни скрипки, поверхню океану, ніжки камертона ... Серед коливань розрізняють хаотичні, які не мають суворої повторюваності, і циклічні, у яких за часовий період Т нестійке тіло проходить повний набір своїх змін, а потім цей цикл в точності повторюється, взагалі кажучи, нескінченно довго. Зазвичай ці зміни мають на увазі послідовний перебір просторових координат, як це можна спостерігати на прикладі коливань маятника чи тієї ж вежі.
Кількість коливань в одиницю часу називається частотою F = 1 / T. Одиниця частоти - Гц = 1 / сек. Ясна річ, що циклічна частота є параметром однойменних коливань будь-якого виду. Тим не менш, на практиці прийнято це поняття, з деякими доповненнями, відносити переважно до коливань обертального характеру. Так уже склалося в техніці, що обертальний рух є основою більшості верстатів, механізмів, пристроїв. Для таких коливань один цикл складає один оборот, і тоді зручніше використовувати кутові параметри переміщення. Виходячи з цього, обертальне переміщення вимірюють кутовими одиницями, тобто один оборот дорівнює 2pi- радіан, а циклічна частота? = 2pi- / T. З цього виразу легко проглядається зв'язок c частотою F:? = 2pi-F. Це дозволяє сказати, що циклічна частота - це кількість коливань (повних обертів) за 2pi- секунд.
Здавалося б, не в лоб, так ... Не зовсім так. Множники 2pi- і 2pi-F застосовуються в багатьох рівняннях електроніки, математичної та теоретичної фізики в розділах, де коливальні процеси вивчаються з використанням поняття циклічна частота. Формула резонансної частоти, наприклад, скорочується на два співмножники. У разі використання в розрахунках одиниці «об. / Сек» кутова, циклічна, частота? чисельно збігається зі значенням частоти F.
Коливання, як суть і форма існування матерії, і її речового втілення - предметів нашого буття, мають велике значення в житті людини. Знання законів коливань дозволило створити сучасну електроніку, електротехніку, багато сучасні машини. На жаль, коливання не завжди приносять позитивний ефект, іноді вони приносять горе і руйнування. Невраховані коливання, причина багатьох аварій, викликають передчасне старіння матеріалів, а циклічна частота резонансних коливань мостів, гребель, деталей машин призводить до їх передчасного виходу з ладу. Вивчення коливальних процесів, вміння передбачити поведінку природних і технічних об'єктів з метою запобігти їх руйнування або вихід з робочого стану - основне завдання багатьох інженерних додатків, а обстеження промислових об'єктів і механізмів на вібростійкість - обов'язковий елемент експлуатаційного обслуговування.