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La frecuencia

mayo 27, 2020
profesor-de-fisica - fsica in english
  1. ¿Qué es la frecuencia?
  2. Influencia de frecuencia
  3. Anotaciones y unidades
  4. Calcule la frecuencia del período
  5. Determinación experimental
  6. Frecuencia cardíaca y frecuencia
  7. Frecuencia y longitud de onda
  8. Algunos valores de frecuencia

¿Qué es la frecuencia?

Cualquier fenómeno periódico se caracteriza por una cantidad física llamada frecuencia, que refleja la velocidad a la que se repite el fenómeno:

  • cuanto mayor es, mayor es la tasa de repetición
  • cuanto más bajo es, más lenta es la tasa de repetición

Por lo tanto, el sentido físico de “frecuencia” no está lejos del sentido habitual que designa un evento que a menudo ocurre como frecuente. Sin embargo, la “frecuencia” física está asociada con una definición precisa: La frecuencia de un fenómeno periódico corresponde al número de repeticiones de este fenómeno durante un período de un segundo. En consecuencia

  • Si un fenómeno tiene una frecuencia mayor que 1, se repite más de una vez por segundo (y más de 60 veces por minuto, más de 3600 veces por hora, etc.)
  • Si un fenómeno tiene una frecuencia inferior a 1, se repite menos de una vez por segundo
  • La frecuencia no puede ser cero porque no implicaría ninguna repetición y una ausencia de periodicidad.

Nota Su valor no es necesariamente entero, es posible, por ejemplo, considerar un fenómeno que ocurre 1.5 veces (una vez y media) por segundo.

Influencia de frecuencia

La frecuencia influye en la percepción de ciertas ondas periódicas, es lo que determina, por ejemplo, el tono de un sonido o el color de una luz. Es un factor del que dependen las características físicas de las ondas, puede influir en la velocidad de propagación (en los llamados medios dispersivos), absorción y difracción.

Anotaciones y unidades

La frecuencia se observa con la letra “f” siempre en minúsculas, su unidad es el Hertz del símbolo Hz, actúa como un homenaje al físico alemán Heinrich Hertz.

Observaciones Para las ondas electromagnéticas se indica con la letra griega. ν (desnudo) El Hertz es equivalente al segundo menos uno (s-1), reemplazó una unidad antigua llamada “ciclo por segundo” (con el símbolo cps) Como para cualquier unidad es posible, usando los prefijos habituales para definir submúltiplos de Hertz: DeciHertz (dHz) – 1dHz = 0.1 Hz = 10-1 Hz El centiHertz (cHz) – 1 cHz = 0.01 Hz = 10-2 Hz El milliHertz (mHz) – 1 mHz = 0.001 Hz = 10-3 Hz MicroHertz (& Hz) – 1 & Hz = 0.000001 Hz = 10-6 Hz NanoHertz (nHz) – 1 nHz = 0.000000001 Hz = 10-6 Hz Además de múltiples unidades (más frecuentemente utilizadas que submúltiplos): DecaHertz (daHz) – 1 daHz = 10 Hz HectoHertz (hHz) – 1 hHz = 100 Hz = 102 Hz El kilohercio (kHz) – 1 kHz = 1000 Hz = 103 Hz El megahercio (MHz) – 1 MHz = 1,000,000 Hz = 106 6 Hz GigaHertz (GHz) – 1 GHz = 1,000,000,000 = 109 9 Hz TeraHertz (THz) – 1 THz = 1,000,000,000,000 = 1012 Hz PetaHertz (PHz) – 1 PHz = 1,000,000,000,000,000 Hz = 1015 Hz Es posible realizar conversiones utilizando la siguiente tabla de conversión con una columna por unidad:

Calcule la frecuencia del período

La frecuencia de un fenómeno periódico corresponde a la inversa de su período, por lo que puede calcularse a partir de la siguiente relación:

f = 1 / T

donde:

  • T es el período expresado en segundo (s)
  • f es la frecuencia expresada en Hz

Ejemplos de calculos

Si el período es de un segundo, entonces f = 1/1 = 1 Hz Si el período es de 20 segundos, entonces f = 1/20 = 0.05 Hz Si el período es de 5 minutos, entonces T = 5 x 60 = 300 syf = 1/300 = 0.00333 Hz = 3.33.10-3 Hz = 3,33 mHz Si el período es de 50 milisegundos, entonces T = 0.050 syf = 1 / 0.050 = 20 Hz

Determinación experimental

El método más simple y preciso consiste en determinar primero el período experimentalmente (es suficiente medir una duración) y luego deducir la frecuencia de la fórmula f = 1 / T.

También podemos contar el número de repeticiones de un fenómeno durante una duración determinada y luego reducirlo proporcionalmente al número de repeticiones durante un segundo. Existe un dispositivo llamado medidor de frecuencia capaz de medir la frecuencia de una señal eléctrica (y, por lo tanto, de cualquier fenómeno periódico capaz de convertirse en dicha señal) Para fenómenos mecánicos periódicos es posible usar un estroboscopio, este dispositivo produce destellos de luz a una frecuencia que se puede ajustar. Cuando obtenemos una inmovilidad aparente, la frecuencia del fenómeno coincide con la de la luz estroboscópica o con uno de sus múltiplos.

Frecuencia cardíaca y frecuencia

La frecuencia cardíaca de una persona (también llamada frecuencia cardíaca) corresponde a la cantidad de latidos por minuto, por lo que es posible deducir la frecuencia “física” dividiendo este valor entre 60 (para reducir esta frecuencia a un número de latidos por segundo): frecuencia = frecuencia cardíaca / 60

Si la frecuencia cardíaca es 70 (es decir, 70 pulsos durante 60 segundos) entonces f = 70/60 = 1.17 Hz

Frecuencia y longitud de onda

En el caso de una onda periódica, la longitud de onda (λ) se define como la distancia a través de la cual se propaga una onda de velocidad “c” durante un período (T):

λ = c.T

Como T = 1 / f, esta relación se convierte en:

λ = c / f

Por lo tanto, dibujamos la relación que permite que la frecuencia se exprese en función de la longitud de onda y la velocidad:

f = c / λ

Donde:

  • c, la velocidad es en metros por segundo (m / s)
  • λ, la longitud de onda está en metros (m)
  • f, la frecuencia está en hercios (Hz)

Algunos valores de frecuencia

  • Corriente alterna en Francia: 50 Hz.
  • Corriente alterna en los EE. UU .: 60 Hz
  • Proyección de imagen de cine: 24 Hz
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