Movimiento oscilatorio

FÍSICA II

Oscilaciones
A cualquier evento que repite las magnitudes de sus parámetros de movimiento a intervalos iguales de tiempo, se le denomina periódico. Su estudio es de gran importancia ya que las mismas ecuaciones podrían describir otros fenómenos físicos tales como: el movimiento de una carga eléctrica en una antena de radio, los átomos que producen ondas de luz, las fluctuacionesde temperatura producidas por un termostato, los latidos del corazón, el balanceo de un péndulo, el movimiento de un amortiguador de auto, la corriente eléctrica que circula en cables, a mayor escala los cosmólogos creen que el universo también oscila en función del tiempo aunque éste sea de millones de años, etc. No todos estos fenómenos son movimientos armónicos simples, pero se puedendescribir a menudo como la suma de determinados movimientos de este tipo, con diferentes amplitudes y periodos.
Mencionaremos a continuación algunas de las propiedades de los sistemas oscilantes.
1. El movimiento repite sus parametros o condiciones de movimientos a intervalos de tiempo iguales (Isocronismo), o sea es independiente de la amplitud del movimiento. A este lapso de tiempo se le denominaperíodo de oscilación y que designaremos con la letra T.
2. Un sistema que oscila asume una posición que se conoce como posición de equilibrio, ya sea cuando cesan las oscilaciones o en la posición en la que no se genera movimiento oscilatorio, o su fuerza restauradora es cero.
3. Existe en él una fuerza restauradora que tenderá siempre a la posición de equilibrio del sistema. Dicha fuerza esla responsable de que se dé el movimiento y es proporcional al desplazamiento pero en sentido contrario.
4. Es un movimiento con aceleración variable.
5. La amplitud o desplazamiento máximo puede ser o no constante.
6. Puede ser un movimiento conservativo (ideal) o no conservativo.
7. Puede desarrollarse sobre un eje fijo o en movimiento.
8. Puede ser una, dos o tres dimensiones.
Noobstante, por su importancia, conviene mencionar que las oscilaciones existentes o las que se den libremente no son modelos ideales como ocurre en el movimiento armónico simple.
Las oscilaciones se pueden clasificar en:
Movimiento armónico simple.
Oscilaciones amortiguadas (subamortiguadas, sobreamortiguadas y críticamente amortiguadas)
Oscilaciones forzadas.
Fenómeno de resonancia.Movimiento armónico simple
Las características principales de este movimiento son:
1. El movimiento repite sus parámetros o condiciones de movimiento a intervalos de tiempo iguales (isocronismo), o sea, es independiente de la amplitud del movimiento. A este lapso de tiempo se le denomina periodo de oscilación y que designaremos con la letra T.
2. Un sistema que oscila asume una posición que seconoce como un punto de equilibrio, ya sea cuando cesan las oscilaciones o en la posición que no genera movimiento oscilatorio. O la fuerza restauradora es cero.
3. Existe en él, una fuerza que tenderá siempre a la posición de equilibrio del sistema, la cual es variable en magnitud dependiendo de la posición.
4. En un movimiento con aceleración variable. Es decir cada posición del movimiento tieneun valor distinto de aceleración, esto indica que la aceleración estará en función del tiempo. Y esta siempre es contraria al desplazamiento o posición.
5. La amplitud o desplazamiento máximo siempre es constante y en ángulos pequeños (menor a 15o)
6. Debe ser un movimiento conservativo es decir no existen fuerzas disipativas en el sistema. La palabra simple se refiere a la linealidad de lafuerza recuperadora, a la ausencia de fuerzas exteriores tales como el rozamiento o la viscosidad, y a la presencia de tan solo una frecuencia de oscilación. La energía total “E” de un oscilador armónico simple es constante y está dada por la suma de las energías presentes en el sistema a estudiar.
7. Debe desarrollarse sobre un eje fijo.
8. Debe ser una o dos dimensiones.

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