Fréquence angulaire et fréquence : 3 explications importantes

La fréquence angulaire et la fréquence sont les quantités qui mesurent l'oscillation par unité de temps. L'article traite de la relation entre la fréquence angulaire et la fréquence. 

La fréquence angulaire décrit le déplacement angulaire du corps par unité de temps. Dans une relation, la fréquence décrit le nombre d'oscillations du corps par unité de temps. La fréquence angulaire mesure une caractéristique similaire à la fréquence, et les deux quantités sont des scalaires qui n'ont qu'une amplitude mais pas une direction.

Le corps oscillant ou oscillateur signifie que le corps effectue le mouvement périodique en subissant un cycle ; lorsqu'il traverse une plage de positions à partir de sa position moyenne et revient à nouveau à sa position moyenne.

Les grandeurs du corps oscillant, telles que la fréquence angulaire notée par le oméga symbole (ω) et la fréquence représentée par (f), décrire le le taux d'oscillation du corps ou combien il oscille par rapport à sa position moyenne. Mais ces quantités sont basées sur les types d'oscillation. Lorsque l'oscillation est linéaire, on examine sa fréquence. Alors que, lorsqu'elle est angulaire, on examine sa fréquence angulaire. 

Fréquence angulaire et fréquence
Fréquence angulaire et fréquence

Étant donné que la fréquence calcule le nombre d'oscillations du corps entier par unité de temps, l'unité de mesure de fréquence est représentée dans le vibrations par seconde ou, précisément, cycles par seconde. Simplement, son unité de mesure est Hertz (Hz) ce qui équivaut à un cycle par seconde.

Pour déterminer la fréquence d'oscillation, nous devons d'abord connaître sa période de temps. Les période de temps est aussi la quantité de corps oscillant qui montre le temps total utilisé par le corps pour réaliser une oscillation. En comparant les définitions de la période de temps et de la fréquence, ces quantités d'oscillation sont réciproques.

c'est à dire, f = \\frac{1}{T} ……….. (#)

Par exemple, dans une forme d'onde sinusoïdale, le temps mis par l'onde pour terminer une oscillation est de ½ seconde, puis sa fréquence est de 2 cycles par seconde ou Hertz.

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Fréquence angulaire et fréquence
Relation entre la fréquence et la période

Mais lorsque le corps oscille angulairement, son déplacement par rapport à la position moyenne est mesuré par la fréquence angulaire. Le corps se déplace selon une trajectoire circulaire, couvrant un angle particulier est reconnu comme son déplacement angulaire. Étant donné que le déplacement angulaire comprend un angle, la fréquence angulaire du corps oscillant est exprimée en radian par seconde (rad s-1) or tour par minute (tr/min).

Par exemple, en discutant de la rotation du manège dans le parc pour enfants, nous avons exprimé sa fréquence angulaire en radians par minute. Mais quand on parle de la fréquence angulaire de la lune tournant autour de la terre, il est plus logique de l'exprimer en radians par jour.  

Découvrez notre article sur Mouvement harmonique simple à fréquence angulaire.

Relation entre la fréquence et la fréquence angulaire

La fréquence et la fréquence angulaire du corps oscillant sont liées l'une à l'autre car les deux quantités sont utilisées pour définir le taux d'oscillation du corps.

La formule de la fréquence angulaire (ω) du corps oscillant est le produit de la fréquence (f) et de l'angle parcouru par le corps oscillant. c'est à dire., \\oméga = 2\\pi f. Cela signifie que la fréquence angulaire est analogue à la fréquence selon le facteur constant 2π.

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Fréquence angulaire et fréquence

La simple mouvement harmonique (SHM) du système illustre que la fréquence angulaire ω et la fréquence f ont des dimensions identiques. Par conséquent, les deux quantités sont mesurées par la même unité de l’inverse du temps. c'est-à-dire s-1. Ce fait est en accord avec l’unité de mesure de la fréquence angulaire. Néanmoins, cela se compare aux lois de la physique et élimine la différence dans la relation entre la fréquence angulaire et la fréquence. c'est à dire., \\oméga = 2\\pi f.

Comme la fréquence (f) du corps d'oscillation, sa fréquence angulaire (ω) est également liée à la période de temps (T). Lorsque le corps tourne dans une trajectoire orbitale ou simplement circulaire, sa période de temps estime le temps total nécessaire au corps pour terminer une révolution.

Lorsque f = 1/T, la relation entre la fréquence angulaire et la fréquence devient \\oméga = \\frac{2\\pi }{T}. ……(*)

Relation entre la fréquence angulaire et la fréquence
Relation entre la fréquence angulaire et la fréquence (crédit: numérisable)

Qu'est-ce que 2π dans la fréquence angulaire et la fréquence ?

Lorsque nous exprimons le taux d'oscillation en termes de période de temps, le facteur constant 2π relie la fréquence angulaire à la fréquence.

Tout en décrivant la fréquence angulaire, nous expliquons la rotation du corps en radians par seconde. Le corps doit tourner à 360° pour effectuer une oscillation. Puisque 360° = 2π. C'est pourquoi le facteur constant 2π entre en jeu en rapportant la fréquence angulaire à la fréquence lors de l'oscillation. 

Lors de l'oscillation du corps à partir de sa position moyenne, on voit simplement combien un angle d'oscillation à travers lequel le corps oscille change en une seconde. Par exemple, si un angle d'oscillation du corps va de 0 radians à 2p radians (360 °) en une seconde, nous pouvons déterminer sa fréquence angulaire en divisant le changement d'angle 2π par la période de temps T une seconde selon formule (*)

If \\oméga = \\frac{2\\pi }{T} ainsi que f = \\frac{1}{T}

Puis, \\oméga = 2\\pi f

Qui fait la fréquence angulaire du corps d'oscillation supérieure à sa fréquence régulière par le facteur 2π.

Donc, si 1 Hz = 10 rad/sec, alors 1 radian = \\frac{360}{10} = 36 ^{\\circ}.

Découvrez notre article sur Équation angulaire du mouvement.

Fréquence angulaire vs fréquence

Fréquence angulaireLa fréquence
C'est le déplacement angulaire du corps par unité de temps.C'est le nombre d'oscillations du corps en unité de temps.
Il utilise des radians pour mesurer le taux d'oscillation.Il utilise des cycles pour mesurer le taux d'oscillation.
Elle est analysée lorsque l'oscillation du corps est angulaire.Elle est analysée lorsque l'oscillation du corps est linéaire.
C'est une grandeur cinématique angulaire qui s'explique en utilisant uniquement un système de coordonnées polaires.C'est une quantité cinématique linéaire qui s'explique en utilisant à la fois des systèmes de coordonnées polaires et cartésiennes.
Ses concepts relèvent de l'optique, de la mécanique et des circuits alternatifsSes concepts relèvent de la technologie acoustique, électromagnétique et radio.

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