Muitas vezes nos deparamos com informações do tipo “o Hard Disk possui 7200 rotações por minuto”. Essas rotações são conhecidas como frequência de um movimento periódico. Entenda aqui o que é essa frequência, alguns de seus tipos mais utilizados, a sua unidade no Sistema Internacional, a diferença entre frequência e período e como se calcula a frequência.
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O que é frequência?
Frequência (f) é a quantidade de ocorrências de um fenômeno cíclico ou periódico em determinada unidade de tempo.
Em outras palavras, podemos dizer que é a quantidade de vezes que se repete o movimento cíclico em um período de tempo. Por exemplo, em aparelhos de videogames os CD’s/DVD’s/Blu-Rays chegam a fazer até 7200 voltas por minuto. Assim, podemos dizer que a frequência dos leitores desses aparelhos é de 7200 voltas por minuto.
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Existem outros tipos de frequência, que podemos encontrar no nosso dia a dia. Temos, por exemplo, a frequência elétrica, que corresponde número de oscilações por segundo que ocorre na corrente alternada. A frequência de onda e a sonora seguem o mesmo padrão da elétrica, ou seja, é o número de ciclos de uma onda por segundo.
Em estatística, tem-se também a frequência estatística, que pode ser descrita como sendo o número de vezes que um evento ocorreu em algum experimento ou estudo.
A unidade Hertz
A rigor, a unidade de frequência é de “ocorrências por tempo”. Mas são utilizadas duas: a hertz (Hz) e a rotação por minuto (rpm).
A unidade no Sistema Internacional (S.I) é o hertz (Hz). O nome da unidade é em homenagem ao físico alemão Heinrich Hertz. Ele estudou, no século XIX, as características das ondas eletromagnéticas que são fenômenos periódicos que se propagam na mesma velocidade da luz.
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A medida de 1Hz equivale a dizer que um fenômeno com movimento periódico ocorre na frequência de uma vez por segundo, ou seja, em um minuto (60 segundos) ocorre 60 vezes. Daí a relação de que 1Hz equivale a 60rpm (rotações por minuto).
Frequência e período
Período (T) é o intervalo de tempo necessário para a ocorrência de um fenômeno cíclico (ciclo).
Em outras palavras, dizemos que o período é o tempo necessário para que um objeto conclua uma volta ou um ciclo completo de seu movimento. Além disso, o período é inversamente proporcional a frequência e vice-versa. A seguir entenderemos como se calcula a frequência de um corpo ou situação.
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Como calcular
Como dito anteriormente, a frequência é inversamente proporcional ao período de oscilação/volta. Dessa forma, podemos calcular a frequência conforme a fórmula a seguir.
Em que,
- f: frequência;
- T: período.
Existem várias outras formas de se calcular a frequência, mas depende do contexto em que ela está inserida. Por exemplo, existe a frequência de uma onda luminosa ou sonora, a frequência angular, entre muitas outras. A fórmula acima é muito utilizada para movimentos circulares.
Vídeos sobre frequência
Para ajudar a fixar o conteúdo apresentado até aqui, selecionamos videoaulas cheias de demonstrações e dicas para você se aprofundar, confira!
Teoria sobre frequência e período
Neste vídeo você compreenderá melhor os conceitos de período e frequência! A explicação é bem didática e fácil de entender!
Exemplos e explicações sobre frequência
Aqui são apresentados alguns tipos de frequências, além de exemplos práticos que encontramos a frequência em nosso dia a dia.
Exercícios resolvidos
Para que você possa se dar bem nas provas, é apresentado neste vídeo alguns exercícios resolvidos onde mais é cobrado sobre frequência: movimento circular uniforme!
Para complementar ainda mais seus estudos, veja também o conteúdo sobre movimento circular e entenda a aplicação da frequência neste movimento.
Referências
As faces da física – Wilson Carron e Osvaldo Guimarães.
Física para o ensino médio, volume 1 – Kazuhito Yamamoto e Luiz Felipe Fuke.
Por Guilherme Santana da Silva
Graduado no curso de Física pela Universidade Estadual de Maringá. Professor assistente em um colégio de ensino médio e preparatório para os vestibulares. Nas horas vagas se dedica à vida religiosa, praticar mountain bike, tocar bateria, dar atenção à família e cuidar de suas duas gatinhas Penélope e Mel.
Santana, Guilherme. Frequência. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/frequencia. Acesso em: 23 de November de 2024.
1.
O tacômetro é o equipamento que mede o giro do motor de um carro e mostra, em tempo real para o motorista, o número de giros por minuto. Determine a frequência em hertz e o período em segundos para o motor de um carro cujo tacômetro indica 3000 rpm.
a) 50 Hz e 2 x 10 –2 s
b) 80 Hz e 1,5 x 10 –2s
c) 45 Hz e 2,5 x 10 –2 s
d) 55 Hz e 2,5 x 10 –2 s
e) 60 Hz e 2 x 10 –2 s
Para transformar uma frequência dada em rpm para hertz, basta dividir o valor por 60, já que 1 minuto possui 60s. Portanto, a frequência indicada pelo tacômetro será:
f = 3000 rpm ÷ 60 = 50 Hz
Sabendo que o período é o inverso da frequência, temos:
T = 1/50 = 0,02 = 2 x 10–2 s
RESPOSTA: a)
2.
A respeito do período e da frequência no movimento circular uniforme (MCU), indique o que for correto.
a) O período é diretamente proporcional à frequência de giro de um corpo em MCU.
b) Sabendo que o período de giro do ponteiro dos minutos é de 1 min, podemos dizer que a sua frequência será, aproximadamente, de 0,017 Hz.
c) Se a frequência do ponteiro dos segundos é de 1 min, podemos calcular a sua frequência aproximada como de 0,017 Hz.
d) A frequência é diretamente proporcional ao período.
e) Um corpo de giro com frequência de 20 Hz possui período igual a 0,02 s.
A frequência do ponteiro dos segundos é exatamente 60 s (1 min). Podemos determiná-la sabendo que ela é o inverso do período, portanto:
f = 1/60 = 0,0166 ≈ 0,017 Hz
RESPOSTA: c)