Svängningshastigheten

Svängningshastigheten är ett mått på hur snabbt ett system genomgår periodiska rörelser. Den beskriver frekvensen av svängningar och uttrycks oftast som f, i enheten hertz (cykler per sekund), eller som den vinkelhastighet som kallas ω i radianer per sekund. Förhållandet mellan frekvens och period är f = 1/T, där T är tiden för en fullständig cykel, och ω = 2πf.

I fysiken används svängningshastigheten för att beskriva rörelser hos enkla svängsystem, som ett massanpassat fjäder-system. Den naturliga vinkelhastigheten för ett enkelt harmoniskt system är ω0 = sqrt(k/m), där k är fjäderkonstanten och m är massan. Vid dämpning är den faktiska frekvensen ofta något lägre (underdämpat fall) och skrivs som ωd = sqrt(ω0^2 − (c/2m)^2), där c är dämpningskoefficienten. För en liten vinkel hos en enkel pendel är ω0 = sqrt(g/L). I elektriska kretsar motsvarar svängningar i LC-kretsen ω0 = 1/√(LC).

Svängningshastigheten skiljer sig från ögonblicklig positionshastighet; den avser hur snabbt systemet upprepar sina rörelser över tid. Amplituden kan avgöra hur synligt svängningarna är, särskilt i dämpade system där energi försvinner över tid men frekvensen ofta är fortsatt definierad av systemparametrarna.

Mätningar av svängningshastighet kan göras genom att registrera position över tid och beräkna f från tiden mellan toppar eller nollpassager, eller genom Fourieranalys av signalen. Förståelsen av svängningshastigheten är viktig inom mekanik, konstruktion och elektronik för att analysera resonans, stabilitet och respons hos olika system.