為什麼角頻率是頻率的2π倍?

  • 作者:由 匿名使用者 發表于 農業
  • 2023-01-14

為什麼角頻率是頻率的2π倍?匿名使用者 推薦於2018-09-11

起初我們研究簡諧振動的數學表示式是cos(t),t為角度。後來的表示式就為cos(wt)了,這個表示式就是又轉動的軸在水平軸上的投影得來的。所以我們現在一直用的也就是這個表示式!

cos(wt)中的w就是角頻率了,說的更通俗點,就是角速度!單位是rad/s。那麼頻率怎麼求呢?我們得先求週期!cos(w(t + T)) = cos(wt + wT) = cos(wt + 2PI),我們知道正弦函式的週期就是2PI,於是有等式:wT = 2PI,推出T = 2Pi/w,於是頻率f = 1 / T = w / (2PI)。

下面引一片網友的文章,對其物理意義做分析:

頻率:作振動的物體在單位時間內完成全振動的次數。通常用符號f表示,它是表示振動快慢的物理量。頻率的單位是赫茲,符號是Hz。1赫茲=1秒-1。常見的秒擺的頻率是f=0.5赫茲。

角頻率又稱圓頻率,用符號ω表示,它是人們在研究質點作勻速圓周運動的射影的運動規律時,發現質點的射影作的是簡諧振動,而且質點圓周運動的角頻率是其射影的簡諧振動的頻率的2π倍,也就是在2π秒內質點射影作的簡諧振動的次數恰與質點的勻速圓周運動的角頻率相對應,用公式表示為ω=2πf=2πT 。這種方法叫參考圓法。角頻度的單位是弧度/秒,單位符號rad/s。

參考圓:實驗證明做勻速圓周運動的質點在x軸上的射影的運動與作簡諧振動的振子具有相同的運動規律。在初等數學階段,我們常用質點的勻速圓周運動來描述簡諧振動,這個圓叫參考圓。

符號為ω;單位時間內的振動次數與2π之積。ω=2πf。又稱“圓頻率”。週期及其有關現象、光及有關電磁輻射,以及聲學的量。SI單位:rad/s(弧度每秒),s-1(每秒,負一次方秒)。

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