
物理学において、角周波数(記号ω)は、角速度や角変化率とも呼ばれ、正弦波形または正弦関数の位相引数の時間的変化率(単位時間あたりの角度)のスカラー量です(例えば、振動や波動の場合)。角周波数(または角速度)は、擬似ベクトル量である角速度の大きさです。[ 1 ]
角周波数は、回転周波数ν (または通常の周波数f ) に 1回転(2 π ラジアン)を掛けることで得られます。ω = 2 π rad⋅ ν 。また、 ω = d θ /d tと表すこともできます。これは、時間tに対する角変位θの瞬間的な変化率です。[ 2 ] [ 3 ]
SI単位系では、角周波数は通常、ラジアン毎秒という単位で表されます。ヘルツ( Hz)は次元的に等価ですが、慣例として周波数fにのみ使用され、角周波数ωには決して使用されません。この慣例は、周波数や角度などの量を扱う際に生じる混乱を避けるのに役立ちます[ 4 ]。測定単位(サイクルやラジアンなど)は 1 とみなされ、SI単位で量を表す際に省略されることがあります。[ 5 ] [ 6 ]
回転または公転する物体では、軸からの距離と、接線速度、、そして回転の角周波数。1周期の間、円運動をしている物体は、ある距離を移動する。この距離は、物体が描く軌跡の円周にも等しい。これら2つの量を等しいとおき、周期と角周波数の関係を思い出すと、次の式が得られます。単位円上の円運動は次のように表される。 どこ:
バネに取り付けられた物体は振動することができる。バネが理想的で質量がなく減衰がないと仮定すると、運動は単純で調和的であり、角周波数は[ 7 ]で与えられる。 どこ
ωは自然角周波数と呼ばれます(ω0と表記されることもあります)。
物体が振動すると、その加速度は次のように計算できます。 ここで、xは平衡位置からの変位を表す。
標準周波数fを使用すると、この方程式は次のようになります。
直列LC回路の共振角周波数は、静電容量(C、SI単位はファラド)と回路のインダクタンス( L、SI単位はヘンリー)の積の逆数の平方根に等しい。 [ 8 ]
直列抵抗(例えば、コイル内の導線の抵抗など)を追加しても、直列LC回路の共振周波数は変化しません。並列同調回路の場合、上記の式はしばしば有用な近似式となりますが、共振周波数は並列素子の損失に依存します。
角周波数はしばしば漠然と周波数と呼ばれるが、周波数とは2πだけ異なるため、その違いが明確に示されないと混乱を招く可能性がある。
角周波数。
関連文献: