La oscilación se refiere al movimiento repetido hacia adelante y hacia atrás de algo entre dos posiciones o estados. Una oscilación puede ser un movimiento periódico que se repite en un ciclo regular, como una onda sinusoidal, una onda con movimiento perpetuo como en el movimiento de un péndulo de lado a lado, o el movimiento hacia arriba y hacia abajo de un resorte. con un peso. Un movimiento oscilante ocurre alrededor de un punto de equilibrio o valor medio. También se conoce como movimiento periódico.
Una sola oscilación es un movimiento completo, ya sea hacia arriba y hacia abajo o de lado a lado, durante un período de tiempo.
Osciladores
Un oscilador es un dispositivo que exhibe movimiento alrededor de un punto de equilibrio. En un reloj de péndulo, hay un cambio de energía potencial a energía cinética con cada oscilación. En la parte superior del columpio, la energía potencial está al máximo y esa energía se convierte en energía cinética a medida que cae y es impulsada hacia arriba por el otro lado.
Ahora, de nuevo en la parte superior, la energía cinética se ha reducido a cero y la energía potencial vuelve a ser alta, lo que impulsa la oscilación de retorno. La frecuencia del swing se traduce a través de engranajes para marcar el tiempo. Un péndulo perderá energía con el tiempo debido a la fricción si el reloj no se corrige con un resorte. Los relojes modernos utilizan las vibraciones del cuarzo y los osciladores electrónicos, en lugar del movimiento de péndulos.
Movimiento oscilante
Un movimiento de oscilación en un sistema mecánico se balancea de lado a lado. Puede traducirse en un movimiento rotatorio (girando en un círculo) mediante una clavija y ranura. El movimiento giratorio se puede cambiar a movimiento oscilante con el mismo método.
Sistemas oscilantes
Un sistema oscilante es un objeto que se mueve hacia adelante y hacia atrás, volviendo repetidamente a su estado inicial después de un período de tiempo. En el punto de equilibrio, ninguna fuerza neta actúa sobre el objeto. Este es el punto en la oscilación del péndulo cuando está en posición vertical. Una fuerza constante o una fuerza restauradora actúa sobre el objeto para producir el movimiento oscilante.
Variables de oscilación
- La amplitud es el desplazamiento máximo desde el punto de equilibrio. Si un péndulo oscila un centímetro desde el punto de equilibrio antes de comenzar su viaje de regreso, la amplitud de oscilación es de un centímetro.
- El período es el tiempo que tarda el objeto en realizar un recorrido completo de ida y vuelta, volviendo a su posición inicial. Si un péndulo comienza por la derecha y tarda un segundo en viajar completamente a la izquierda y otro segundo en regresar a la derecha, su período es de dos segundos. El período generalmente se mide en segundos.
- La frecuencia es el número de ciclos por unidad de tiempo. Es igual a uno dividido por el período. La frecuencia se mide en hercios o ciclos por segundo.
Movimiento armónico simple
El movimiento de un sistema oscilante armónico simple, cuando la fuerza de restauración es directamente proporcional a la del desplazamiento y actúa en la dirección opuesta a la del desplazamiento, se puede describir utilizando funciones de seno y coseno. Un ejemplo es un peso atado a un resorte. Cuando el peso está en reposo, está en equilibrio.
Si el peso se reduce, hay una fuerza de restauración neta sobre la masa (energía potencial). Cuando se libera, gana impulso (energía cinética) y sigue moviéndose más allá del punto de equilibrio, ganando energía potencial (fuerza de restauración) que lo impulsará a oscilar hacia abajo nuevamente.
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