En este artículo se explica qué son las oscilaciones en física. De modo que encontrarás el significado de una oscilación, ejemplos de movimientos que realizan oscilaciones, sus propiedades y cuáles son los diferentes tipos de oscilaciones.
Índice
¿Qué es una oscilación?
Una oscilación es cada uno de los vaivenes de un movimiento oscilatorio. Es decir, una oscilación es una variación repetitiva en el tiempo de un sistema alrededor de una posición central (o posición de equilibrio).
Así pues, cuando un cuerpo repite un movimiento entre dos posiciones está oscilando. De modo que las oscilaciones son cada uno de los movimientos de vaivén que hace el cuerpo móvil, esto es, el movimiento desde un extremo hasta el otro extremo y volver hasta el extremo inicial.
Por ejemplo, el movimiento de un péndulo es un movimiento oscilatorio y, por tanto, realiza oscilaciones. De manera que cada movimiento que hace la masa colgando del péndulo desde un extremo hasta volver a esa extremo es una oscilación.
Ejemplos de oscilaciones
Una vez vista la definición de una oscilación, en este apartado veremos varios ejemplos de movimientos que realizan oscilaciones para acabar de entender su significado.
Ejemplos de movimientos con oscilaciones:
- Las oscilaciones de una masa colgada de un muelle.
- Las oscilaciones de un péndulo.
- Las oscilaciones que realizan las cuerdas de una guitarra.
- Las oscilaciones de las ondas generadas al tirar una piedra en un estanque de agua.
- Las oscilaciones de las ondas electromagnéticas.
Características de un movimiento oscilatorio
Los movimientos que hacen oscilaciones tienen las siguientes características:
- Elongación (x): es la posición del cuerpo que hace el movimiento oscilatorio en un instante de tiempo determinado. Representa la separación del cuerpo respecto a su posición de equilibrio.
- Amplitud (A): es la elongación máxima del movimiento oscilatorio. Por lo tanto, es la diferencia entre la posición máxima y la posición de equilibrio.
- Periodo de oscilación (T): es el tiempo que tarda el cuerpo en hacer una oscilación completa, es decir, es el tiempo que tarda en hacer un viaje de ida y vuelta completo.
- Frecuencia de oscilación (f): es el número de oscilaciones o vibraciones que hace el cuerpo por unidad de tiempo.
- Frecuencia angular o pulsación (ω): es la velocidad a la que el cuerpo realiza las oscilaciones.
En la siguiente imagen puedes ver la representación gráfica de la elongación de un movimiento oscilatorio en función del tiempo.
Fórmula de un movimiento oscilatorio
Con la siguiente fórmula se puede calcular la elongación de un movimiento oscilatorio en función del instante de tiempo. Así pues, la ecuación matemática que describe las oscilaciones de un movimiento oscilatorio es la siguiente:
Donde:
es la elongación del cuerpo que realiza el movimiento oscilatorio.
es la amplitud del movimiento oscilatorio.
es la frecuencia angular o pulsación.
es el instante de tiempo en el que se calcula la elongación.
es la fase inicial del movimiento oscilatorio.
Tipos de oscilaciones
Los tipos de oscilaciones son:
- Oscilaciones libres: el sistema oscila de un lado hacia el otro y permanecería así indefinidamente si no existieran las fuerzas disipativas. Por ejemplo, las oscilaciones que realiza una masa colgada de un muelle.
- Oscilaciones amortiguadas: las oscilaciones del sistema cada vez son más pequeñas debido a la fricción u otro tipo de resistencia. Por lo tanto, la amplitud de este tipo de oscilaciones va disminuyendo progesivamente hasta llegar a un punto en el que el sistema deja de oscilar y vuelve a su posición de equilibrio. Por ejemplo, el movimiento oscilatorio de un péndulo.
- Oscilaciones forzadas: el sistema oscila gracias a la acción de una fuerza periódica exterior, de manera que si se deja de aplicar la fuerza el sistema deja de oscilar. Por ejemplo, el movimiento oscilatorio que realiza un niño en un columpio gracias a que otra persona lo empuja.
