Oscilacion
Que es?
Se denomina oscilación a una variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema. En física, química e ingeniería es el movimiento repetido en torno a una posición central, o posición de equilibrio. Más específicamente que totalmente existe y aparte de todo se suele hablar de vibración cuando la oscilación tiene lugar en un sólido.
El estudio de las oscilaciones también se utiliza como punto de partida para describir las ondas. El movimiento ondulatorio (las ondas) se va a generar a partir de oscilaciones, y su representación matemática, aunque más compleja, viene implementada con las mismas funciones armónicas que las de las oscilaciones pero, además de su dependencia con el tiempo, va a aparecer de manera simultánea, su variación con la posición.
condiciones iniciaes de las oscilaciones
Es interesante reflexionar sobre el contenido físico de las oscilaciones y como queda recogido en las expresiones analíticas que las describen. Resulta muy cómodo esforzarse por encontrar un buen modelo matemático para describir un fenómeno físico y a partir de ese momento pasar el trabajo a depender de una aplicación sistemática de las matemáticas
Tipos de oscilaciones
Las oscilaciones libres
tienen lugar cuando un sistema mecánico elástico, se estira o se comprime y se libera (idealmente sin ninguna fricción). El sistema mecánico oscila a una o más de sus frecuencias naturales y permanecería oscilando así indefinidamente, si no existiesen fuerzas disipativas.
Las oscilaciones amortiguadas
tienen lugar cuando la energía del sistema que oscila se disipa de manera gradual por fricción u otro tipo de resistencia. Las oscilaciones van reduciendo poco a poco su elongación con una frecuencia inferior al caso libre.
Las oscilaciones forzadas
se producen cuando se aplica al sistema o dispositivo que genera las oscilaciones, desde el exterior, una fuerza periódica que realimenta las oscilaciones propias del citado sistema. En los sistemas lineales, al aplicar una fuerza exterior armónica, se obtiene una respuesta armónica con la misma frecuencia de la señal aplicada y una amplitud dependiente de las características del sistema mecánico.
Composiciones de oscilaciones
Los movimientos oscilatorios básicos como puede ser el M.A.S., se pueden superponer para generar oscilaciones más elaboradas que respondan a nuevos fenómenos oscilatorios más complejos algunos de los cuales presentan un gran interés en ciencia y tecnología. El estudio y análisis de la composición de oscilaciones y sus aplicaciones, es un tema amplio. En la práctica se puede tratar la superposición de oscilaciones con diferentes pulsaciones, desfases o amplitudes, bien en la misma dirección,
Superposición de dos oscilaciones en el plano, con la misma pulsación ω y en direcciones perpendiculares, pero con una diferencia de fase entre ambas. Una aplicación importante se obtiene al superponer, en un punto del espacio (cuyo resultado es ya una oscilación en el tiempo), dos ondas armónicas que viajan en direcciones perpendiculares, con la misma pulsación y diferente fase.
B. Superposición de dos oscilaciones con la misma pulsación ω, en la misma dirección, por ejemplo, a lo largo del eje ‘x’, con diferentes fases iniciales (constantes). Una aplicación importante de esta composición de oscilaciones al tratar con la superposición de ondas en diferentes puntos del espacio, es el fenómeno ondulatorio de interferencias.
C. Superposición de dos oscilaciones en la misma dirección, con pulsaciones diferentes ω1, ω2, pero de valor próximo. La propiedad de interés que resulta en este caso puede observarse cuando se superponen dos ondas en un punto dado del espacio, que se desplazan en la misma dirección pero con frecuencias distintas y próximas entre sí, dando lugar al fenómeno de Pulsaciones o Batidos .
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Las superposiciones más básicas son las de dos osciladores que realizan cada uno un M.A.S. El resultado, en general, ya no es un M.A.S. pero la oscilación resultante puede ser de gran interés tanto práctico como de fundamento para comprender el fenómeno ondulatorio. Entre ellas, las de más interés que se detallarán más adelante, son básicamente de tres tipos:
