Frequência angular e frequência: 3 explicações importantes

A frequência angular e a frequência são as grandezas que medem a oscilação por unidade de tempo. O artigo discute a relação entre frequência angular e frequência. 

A frequência angular descreve o deslocamento angular do corpo por unidade de tempo. Em um relacionamento, a frequência descreve o número de oscilações do corpo por unidade de tempo. A frequência angular mede uma característica semelhante à frequência, e ambas as quantidades são escalares que têm apenas magnitude, mas não direção.

O corpo oscilante ou oscilador significa que o corpo está realizando o movimento periódico ao passar por um ciclo; quando ele é passado por um intervalo de posições de sua posição média e retorna à sua posição média novamente.

As quantidades do corpo oscilante, como a frequência angular denotada pelo ómega símbolo (ω) e frequência representada por (f), descreva o taxa de oscilação do corpo ou o quanto ele oscila de sua posição média. Mas essas quantidades são baseadas nos tipos de oscilação. Quando a oscilação é linear, examinamos sua frequência. Ao passo que, quando é angular, examinamos sua frequência angular. 

Freqüência Angular e Freqüência
Freqüência Angular e Freqüência

Uma vez que a frequência calcula o número de oscilações de corpo inteiro por unidade de tempo, a unidade de medição de frequência é representada no vibração por segundo ou, precisamente, ciclos por segundo. Simplesmente, sua unidade de medição é Hertz (Hz) que é igual a um ciclo por segundo.

Para determinar a frequência de oscilação, primeiro precisamos descobrir seu período de tempo. o período de tempo é também a quantidade de corpo oscilante que mostra o tempo total usado pelo corpo para atingir uma oscilação. Comparando as definições de período de tempo e frequência, essas quantidades de oscilação são recíprocas entre si.

ou seja, f = \frac{1}{T} ……….. (#)

Por exemplo, em uma forma de onda senoidal, o tempo que a onda leva para completar uma oscilação é de ½ segundo, então sua frequência é de 2 ciclos por segundo ou Hertz.

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Freqüência Angular e Freqüência
Relação entre frequência com período de tempo

Mas quando o corpo está oscilando angularmente, seu deslocamento da posição média é medido pela frequência angular. O corpo viaja em um caminho circular, cobrindo um determinado ângulo que é reconhecido como seu deslocamento angular. Uma vez que o deslocamento angular inclui um ângulo, a frequência angular do corpo oscilante é expressa em radianos por segundo (rad s-1) or revolução por minuto (rpm).

Por exemplo, ao discutir a rotação do carrossel no parque infantil, expressamos sua frequência angular em radianos por minuto. Mas quando falamos sobre a frequência angular da lua girando em torno da Terra, faz mais sentido expressá-la em radianos por dia.  

Leia mais sobre Movimento harmônico simples de frequência angular.

Relação entre frequência e frequência angular

A frequência e a frequência angular do corpo oscilante estão relacionadas entre si porque ambas as quantidades são usadas para definir a taxa de oscilação do corpo.

A fórmula da frequência angular (ω) do corpo oscilante é o produto da frequência (f), e o ângulo através do corpo oscila. ou seja, \\ômega = 2\\pi f. Isso significa que a frequência angular é análoga à frequência pelo fator constante 2π.

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Freqüência Angular e Freqüência

simples movimento harmônico (SHM) do sistema ilustra que a frequência angular ω e a frequência f têm dimensões idênticas. Portanto, ambas as quantidades são medidas pela mesma unidade do inverso do tempo. ou seja, s-1. Este fato está de acordo com a unidade de medida de frequência angular. Ainda assim, compara-se às leis da física e elimina a diferença na relação entre frequência angular e frequência. ou seja, \\ômega = 2\\pi f.

Assim como a frequência (f) do corpo de oscilação, sua frequência angular (ω) também está relacionada ao período de tempo (T). Quando o corpo gira em um caminho orbital ou simplesmente circular, seu período de tempo estima o tempo total necessário ao corpo para terminar uma revolução.

Como f =1/T, a relação entre frequência angular e frequência torna-se \\ômega = \\frac{2\\pi }{T}. ……(*)

Relação entre frequência angular e frequência
Relação entre frequência angular e frequência (crédito: numérico)

O que é 2π em frequência e frequência angular?

Quando expressamos a taxa de oscilação em termos de um período de tempo, o fator constante 2π relaciona a frequência angular à frequência.

Ao descrever a frequência angular, explicamos a rotação do corpo em radianos por unidade de segundo. O corpo precisa girar 360 ° para completar uma oscilação. Visto que 360 ​​° = 2π. É por isso que o fator constante 2π entra em jogo ao relacionar a frequência angular com a frequência durante a oscilação. 

Durante a oscilação do corpo de sua posição média, simplesmente vemos quanto muda em um segundo o ângulo de oscilação pelo qual o corpo oscila. Por exemplo, se um ângulo através do qual o corpo oscila vai de 0 radianos a 2h radianos (360 °) em um segundo, podemos determinar sua frequência angular dividindo a mudança no ângulo 2π pelo período de tempo T um segundo conforme Fórmula (*)

If \\ômega = \\frac{2\\pi }{T} e f = \frac{1}{T}

Em seguida, \\ômega = 2\\pi f

Isto faz a frequência angular do corpo de oscilação maior do que sua frequência regular pelo fator de 2π.

Então, se 1 Hz = 10 rad/s, então 1 radiano = \\frac{360}{10} = 36 ^{\\circ}.

Leia mais sobre Equação Angular de Movimento.

Frequência Angular Vs Frequência

Frequência angularFrequência
É o deslocamento angular do corpo por unidade de tempo.É o número de oscilações do corpo em unidade de tempo.
Ele usa radianos para medir a taxa de oscilação.Ele usa ciclos para medir a taxa de oscilação.
É analisado quando a oscilação do corpo é angular.É analisado quando a oscilação do corpo é linear.
É uma quantidade cinemática angular que é explicada usando apenas um sistema de coordenadas polares.É uma grandeza cinemática linear explicada pelo uso de sistemas de coordenadas polares e cartesianos.
Seus conceitos se enquadram no assunto de óptica, mecânica e circuitos alternadosSeus conceitos se enquadram no assunto de tecnologia acústica, eletroímã e rádio.

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