OSCILACIÓN

DEFINICIÓN OSCILACIÓN:

Se denomina oscilación a una variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema. Si el fenómeno se repite, se habla de oscilación periódica. Oscilación, en física, química e ingeniería es el movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio. El recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición central, se denomina ciclo. El número de ciclos por segundo, o hercios (Hz), se conoce como frecuencia de la oscilación empleada en el MAS (Movimiento Armónico Simple).

ES EL MÁS BÁSICO DEL MOVIMIENTO OSCILATORIO:

SISTEMA IDEAL (SIN RAZONAMIENTO)

*OSCILADOR PERFECTA SIN PERDIDAS

SISTEMAS REALES

*MOVIMIENTO AMORTIGUADO

*MOVIMIENTO FORZADO

Oscilador armónico simple

Consideremos un sistema oscilatorio consistente en una partícula sometida a una fuerza F (x) = -kx , donde k es una constante y x es el desplazamiento de la partícula a partie de su posición de equilibrio. Tal sistema oscilatorio recibe el nombre de oscilador armónico simple, y su movimiento se llama movimiento armónico simple. La energía potencial que corresponde a esta fuerza es U (x) = ½ kx².

Las expresiones de fuerza y de energía potencial anteriores corresponden a las de un resorte “ideal” con constante de fuerza k, comprimido o estirado en una distancia x. De aquí que un cuerpo de masa m unido a un resorte ideal con constante de fuerza k y libre de moverse sobre una superficie horizontal sin fricción es un ejemplo de un oscilador armónico simple (Figura 1).

Figura 1. Oscilador armónico simple.

Notese que existe una posición de equilibrio (Figura 1.b) en que el resorte no ejerce ninguna fuerza sobre el cuerpo. Si el cuerpo se desplaza hacia la derecha (Figura 1.a), la fuerza ejercida sobre el resorte apunta hacia la izquierda. Si el cuerpo se desplaza hacia la izquierda (Figura 1.c), la fuerza apunta hacia la derecha. En cada caso la fuerza es derestitución.

Aplicando la segunda ley de Newton, F = ma, al movimiento de la Figura 1. Sustituimos a F por -kx y en vez de la aceleración ponemos d²x/dt². Esto nos da:

La ecuación anterior recibe el nombre de ecuación del movimiento del oscilador armónico simple.

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