Циклическая частота
Циклическая частота \(\omega\) показывает, на какой угол в радианах изменяется фаза колебаний за одну секунду. Она связана с частотой колебаний формулой \(\omega=2\pi\nu\).
Формула и смысл
За один период колебаний тело совершает полный цикл, а фаза изменяется на \(2\pi\) радиан. Поэтому циклическую частоту можно вычислять двумя равными способами:
Здесь \(\nu\) — обычная частота, то есть число колебаний в секунду, а \(T\) — время одного колебания. В уравнении гармонических колебаний, например \(x=A\cos(\omega t+\varphi_0)\), величина \(\omega\) определяет, насколько быстро изменяется фаза. Поэтому при большей циклической частоте колебания происходят быстрее.
Частота колебаний равна \(\nu=5\) Гц. Тогда циклическая частота \(\omega=2\pi\cdot5=10\pi\) рад/с, примерно \(31{,}4\) рад/с. Это означает, что фаза изменяется примерно на \(31{,}4\) радиана за секунду.
Частота \(\nu\) измеряется в герцах и показывает число полных колебаний за секунду. Циклическая частота \(\omega\) измеряется в рад/с и показывает скорость изменения фазы. При \(\nu=1\) Гц циклическая частота не равна \(1\) рад/с: \(\omega=2\pi\) рад/с.
Какова циклическая частота колебаний с периодом \(T=0{,}2\) с?
Циклическая частота особенно часто встречается при изучении колебательного движения и гармонических колебаний. Зная её, можно найти период: \(T=\frac{2\pi}{\omega}\).
Главное
- Циклическая частота \(\omega\) — изменение фазы в радианах за секунду.
- Основные формулы: \(\omega=2\pi\nu=\frac{2\pi}{T}\).
- Единица циклической частоты — рад/с; не следует путать её с частотой \(\nu\) в герцах.