OSCILACIONES

La Oscilación, consiste en la transformación, alteración, perturbación o fluctuación de un sistema a lo largo del tiempo. En este sentido, hay que decir que se conoce como oscilador armónico a la clase de sistema que, cuando pierde su posición de equilibrio, regresa hacia ella a través de oscilaciones de tipo sinusoidal.

En el ámbito de la climatología es importante subrayar que también se hace uso del término que ahora nos ocupa. En concreto, en dicho sector se habla de lo que se da en llamar oscilación térmica que se define como la diferencia que existe entre la temperatura más baja y la más alta que se ha registrado en un lugar o zona concreta en un periodo de tiempo concreto.De esta manera, a partir del estudio de la misma se puede determinar que una oscilación térmica alta es aquella que supera los 18º C, la media es la que está entre los 18º y los 10º, la baja la que es menor a 10º y finalmente la indiferente es aquella que es menor de 5º.

Para la física, la química y la ingeniería, toda oscilación está entendida como un movimiento que se reproduce de un lado a otro naciendo de una posición de equilibrio. Un ciclo, en este contexto, es el trayecto que se debe recorrer desde una posición hasta otra para luego regresar, de manera tal que pasa dos veces por la posición de equilibrio. La frecuencia de la oscilación, asimismo, es el número de ciclos por segundo, un dato que suele medirse en hercios (Hz).

Cabe destacar que los sonidos y las ondas electromagnéticas se producen a partir de oscilaciones.En el caso del sonido, se trata de un fenómeno basado en la propagación de ondas de tipo sonoro, las cuales provocan oscilaciones de la presión del aire. Estas ondas sonoras son transformadas por el oído del ser humano en ondas mecánicas.

Movimiento armónico simple:

El movimiento armónico simple (m.a.s.), también denominado movimiento vibratorio armónico simple (m.v.a.s.), es unmovimiento periódico, oscilatorio y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional a la posición pero en sentido opuesto. Y que queda descrito en función del tiempo por una función senoidal (seno o coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función armónica, en general sería un movimiento armónico, pero no un m.a.s.

En el caso de que la trayectoria sea rectilínea, la partícula que realiza un m.a.s. oscila alejándose y acercándose de un punto, situado en el centro de su trayectoria, de tal manera que su posición en función del tiempo con respecto a ese punto es una sinusoide. En este movimiento, la fuerza que actúa sobre la partícula es proporcional a su desplazamiento respecto a dicho punto y dirigida hacia éste.

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Movimiento armónico amortiguado:

Se dice que un sistema cualquiera, mecánico, eléctrico, neumático, etc. es un oscilador armónico si cuando se deja en libertad, fuera de su posición de equilibrio, vuelve hacia ella describiendo oscilaciones sinusoidales, o sinusoidales amortiguadas en torno a dicha posición estable.

La masa colgada del resorte forma un oscilador armónico.El ejemplo es el de una masa colgada a un resorte. Cuando se aleja la masa de su posición de reposo, el resorte ejerce sobre la masa una fuerza que es proporcional al desequilibrio (distancia a la posición de reposo) y que está dirigida hacia la posición de equilibrio. Si se suelta la masa, la fuerza del resorte acelera la masa hacia la posición de equilibrio. A medida que la masa se acerca a la posición de equilibrio y que aumenta su velocidad, la energía potencial elástica del resorte se transforma en energía cinética de la masa. Cuando la masa llega a su posición de equilibrio, la fuerza será cero, pero como la masa está en movimiento, continuará y pasará del otro lado. La fuerza se invierte y comienza a frenar la masa. La energía cinética de la masa va transformándose ahora en energía potencial del resorte hasta que la masa se para. Entonces este proceso vuelve a producirse en dirección opuesta completando una oscilación.

Si toda la energía cinética se transformase en energía potencial y viceversa, la oscilación seguiría eternamente con la misma amplitud. En la realidad, siempre hay una parte de la energía que se transforma en otra forma, debido a laviscosidad del aire o porque el resorte no es perfectamente elástico. Así pues, la amplitud del movimiento disminuirá más o menos lentamente con el paso del tiempo. Se empezará tratando el caso ideal, en el cual no hay pérdidas. Se analizará el caso unidimensional de un único oscilador (para la situación con varios osciladores, véase movimiento armónico complejo)

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