Oscilación
La oscilación es la variación repetitiva o periódica , típicamente en el tiempo , de alguna medida sobre un valor central (a menudo un punto de equilibrio ) o entre dos o más estados diferentes. Los ejemplos familiares de oscilación incluyen un péndulo oscilante y corriente alterna . Las oscilaciones se pueden utilizar en física para aproximar interacciones complejas, como las que se dan entre átomos.
Las oscilaciones ocurren no solo en sistemas mecánicos sino también en sistemas dinámicos en prácticamente todas las áreas de la ciencia: por ejemplo, el latido del corazón humano (para la circulación), ciclos económicos en economía , ciclos de población depredador-presa en ecología , géiseres geotérmicos en geología , la vibración de las cuerdas en la guitarra y otros instrumentos de cuerda , la activación periódica de las células nerviosas en el cerebro y la hinchazón periódica de las estrellas variables Cefeidas en astronomía . El término vibraciónse utiliza precisamente para describir una oscilación mecánica.
El sistema oscilante mecánico más simple es un peso unido a un resorte lineal sujeto únicamente al peso y la tensión . Tal sistema puede aproximarse a una mesa de aire o superficie de hielo. El sistema está en un estado de equilibrio cuando el resorte está estático. Si el sistema se desplaza del equilibrio, existe una fuerza restauradora neta sobre la masa, que tiende a devolverla al equilibrio. Sin embargo, al mover la masa de regreso a la posición de equilibrio, ha adquirido un impulso que la mantiene moviéndose más allá de esa posición, estableciendo una nueva fuerza restauradora en el sentido opuesto. Si una fuerza constante como la gravedadse agrega al sistema, el punto de equilibrio se desplaza. El tiempo que tarda en ocurrir una oscilación a menudo se denomina período oscilatorio .
Los sistemas en los que la fuerza restauradora sobre un cuerpo es directamente proporcional a su desplazamiento, como la dinámica del sistema masa-resorte, se describen matemáticamente mediante el oscilador armónico simple y el movimiento periódico regular se conoce como movimiento armónico simple . En el sistema resorte-masa, las oscilaciones ocurren porque, en el desplazamiento del equilibrio estático , la masa tiene energía cinética que se convierte en energía potencial .almacenada en el manantial en los extremos de su trayectoria. El sistema resorte-masa ilustra algunas características comunes de la oscilación, a saber, la existencia de un equilibrio y la presencia de una fuerza restauradora que se vuelve más fuerte cuanto más se desvía el sistema del equilibrio.
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