Movimiento armónico simple

Introducción:

Muchos son los fenómenos físicos, con los cuales los seres humanos interactúan en el dia a dia; dichos fenómenos son diversos y se relacionan entre sí, constituyendo asi aquello que denominamos realidad. La física como ciencia, se ocupa de tomar como objeto de estudio estos fenómenos; que al ser comprendidos por el ser humano sirven a mejorar sus condiciones de vida. Existen fenómenos preponderantes eh ineludibles y otros más sublimes que escapan a nuestros sentidos y requieren de instrumentos para ser medidos y conceptos técnicos para su estudio detallado. Uno de estos conceptos son las oscilaciones

Las oscilaciones son estos movimientos periódicos que son realizados por un cuerpo determinado, que bajo la influencia de fuerzas o mecanismos externos; repetidamente tiende a regresar  a un punto de equilibrio, que bien sirve para determinar el momento en que el objeto posee mayor velocidad y energía, esto es en el caso en que el sistema oscilador (conjunto de partes móviles o fenómenos físicos que generan movimiento oscilatorio) posea un punto de apoyo fijo eh interactúe con la gravedad. Algunos ejemplos para visualizar este movimiento son; el péndulo, el amortiguador, el pistón, el resorte o liga (cuando se encuentra sujeto a un soporte transversal y en el extremo contrario posee una plomada).

Las oscilaciones nos permiten comprender fenómenos físicos, como los son las ondas; incluso predecir su comportamiento general, su velocidad de propagación y perdidas en la energía.se debe distinguir entre ondas y oscilaciones; sabiendo que las ondas son la propagación de la energía atreves de la materia sin necesidad movimiento pleno, y las oscilaciones tan solo comprenden el movimiento puro solo cuando se determina un punto de estudio. Para arrojar luz sobre el tema, nos podemos imaginar una guitarra en la cual; al agarrar y luego soltar una cuerda se produce la liberación de la tensión acumulada que se propaga por toda la cuerda, a esto lo denominamos onda. Para poder apreciar la oscilación se debe escoger un punto x en algún punto “x” y apreciar su fluctuación en un periodo de tiempo determinado, a esto lo determinamos como oscilación.

Las ondas transmiten energía atreves de la materia sin necesidad de que la misma materia realice algún tipo de movimiento que resulte importante, esto también depende directamente de la cantidad de energía que se transmita ya que si es mucha se puede producir movimiento eh incluso fatiga del material, un ejemplo extremo para esto son los terremotos en los cuales se produce gran movimientos y fragmentación de estructuras; un ejemplo más sublime, es una mesa al ser golpeada, esta puede emitir vibraciones pero aun asi no moverse. Un ejemplo mas común seria el sonido, que no son mas que ondas de presión que se transmiten por el aire sin apenas perturbarlo.

Desarrollo

Sistema de oscilación:  

Si bien la apertura formal, al desarrollo del tema principal de oscilación; viene dado ante la interrogante de conocer ¿Qué es un sistema oscilatorio? Es menester definir adecuadamente el concepto de oscilación. Para así asentar una noción más clara del tema a seguir.

“Del lat. oscillāre 'balancearse'.

1. intr. Efectuar movimientos de vaivén a la manera de un péndulo o de un cuerpo colgado de un resorte omovido por él.

2. intr. Dicho de algunas manifestaciones o fenómenos: Crecer y disminuir alternativamente, con más omenos regularidad, su intensidad. Oscilar el precio de las mercancías, la presión atmosférica.

3. intr. Titubear, vacilar.”

Real academia Española.

La RAE define la oscilación de tres formas, de las cuales; en aras de este trabajo tan solo la primera esclarece parte del tema a tratar. Si bien ya conocemos el significado del término oscilar. De la experiencia práctica y el acontecer cotidiano, se puede llegar a la conclusión de que para generar dicha oscilación es necesaria una fuente, que sirva de origen para dicho movimiento; la causa a este efecto bien puede obedecer a reino natural (fenómenos físicos) o a la creación del ser humano (mecanismos o aparatos). A estos en general los podemos denominar como sistemas generadores de oscilación, que vienen a ser aquellos espacios en donde un conjunto de procesos mecánicos o físicos originan una oscilación. Que al ser apreciable se convierte en objeto de estudio, algunos ejemplos de sistemas mecánicos de oscilación son, los columpios, los péndulos de reloj, un amortiguador entre otros. En cuanto a los ejemplos observables en la naturaleza están; las orbitas de los planetas, el aleteo de las alas de una mariposa, las ondas de agua en un estanque. Ya teniendo en consideración que son los sistemas de oscilación, es necesario acotar que estos dependiendo de las circunstancias generan distintos tipos de oscilación.

Oscilador armónico simple:

Si un sistema oscilador, es bien un conjunto de partes móviles mecánicas relacionas; para generar un movimiento oscilatorio. De esto se puede derivar que un ¨oscilador armónico simple” es un sistema capaz de generar oscilaciones con el menor número de piezas móviles, con la mayor sencillez posible. Un ejemplo muy común para visualizar este tipo sistema oscilador, es un resorte del cuan pende o cuelga una pelota; la cual está en reposo y al otro instante interactúa al ser soltada con la gravedad. La gravedad como fuerza ineludible de la naturaleza ejerce su dominio sobre el objeto, que desciende hacia el llamado punto de equilibrio; que es donde el objeto adquiere mayor velocidad. El objeto sigue descendiendo hasta detenerse, por la energía que desde un principio comenzó a acumular el resorte y que en un instante supera la fuerza gravitacional; motivando así una aceleración negativa, que eleva la masa del objeto que brevemente alcanza su punto de equilibrio y pasa de largo hasta que la fuerza del resorte es agotada, y el tirón de la gravedad vuelve a surtir efecto; para así repetir el ciclo.  

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