Movimientos oscilatorios. Frecuencia, período y resonancia

¿Quieres saber más sobre los movimientos oscilatorios, como se generan y sus principales parámetros?

Las simulaciones online de movimientos oscilatorios de esta página te van a ayudar a entender como es este movimiento y en que circunstancias se puede generar.

El movimiento oscilatorio es un tipo de movimiento que se produce cuando un objeto se mueve de manera repetitiva alrededor de una posición de equilibrio. Este tipo de movimiento es muy común en la naturaleza y en la tecnología, y puede ser observado en una gran variedad de sistemas, desde el péndulo de un reloj hasta las ondas sonoras que viajan a través del aire.

El movimiento oscilatorio se caracteriza por la presencia de una fuerza restauradora que actúa sobre el objeto en movimiento y lo devuelve a su posición de equilibrio. Esta fuerza puede ser de diferente naturaleza como por ejemplo, gravitatoria en el caso del péndulo, o eléctrica o magnética, en el caso de los circuitos oscilatorios.

Este tipo de movimiento es muy importante en la física, la ingeniería y la tecnología. Por ejemplo, se utiliza en la fabricación de relojes y cronómetros, en la construcción de puentes colgantes y en la transmisión de señales de radio. Además, es fundamental en la comprensión de conceptos como la energía cinética, la energía potencial y la conservación de la energía.

Frecuencia y período del movimiento oscilatorio

La frecuencia se define como el número de oscilaciones completas que un objeto realiza en un segundo. La unidad de medida de la frecuencia es el Hertz (Hz). El período se define como el tiempo que tarda un objeto en realizar una oscilación completa. Se mide en segundos (s) y es el inverso de la frecuencia. La relación matemática entre la frecuencia y el período se expresa como:

frecuencia = 1 / período

La frecuencia y el período están determinados por la magnitud de la fuerza restauradora y la masa del objeto en movimiento. La frecuencia y el período son dos medidas muy importantes en el estudio del movimiento oscilatorio, ya que describen la repetición del movimiento y permiten calcular la velocidad y la aceleración del objeto en movimiento.

Resonancia del movimiento oscilatorio

Cuando la frecuencia de la fuerza externa aplicada a un sistema coincide con la frecuencia natural de oscilación del sistema, se produce el fenómeno de resonancia.  En este caso, el objeto en movimiento absorbe energía de la fuerza externa y su amplitud de oscilación aumenta significativamente. Este fenómeno se puede observar en muchos sistemas, desde osciladores mecánicos hasta circuitos electrónicos.

En definitiva, las simulaciones de movimientos oscilatorios online de esta página nos ayudan a visualizar y entender mejor este importante tipo de movimientos.

Oscilación horizontal sin pérdida de energía


En esta simulación se observan los diferentes cambios que se producen en las oscilaciones horizontales cuando se modifica la velocidad o la masa de un objeto o se varía la constante del muelle. Se puede utilizar la gráfica de posición frente al tiempo para encontrar la amplitud, la frecuencia, el período y/o la frecuencia angular de la oscilación. El aerodeslizador se pegará al muelle y experimentará una pérdida de energía mecánica insignificante al colisionar.

Cuando estés listo para empezar, pulsa el botón «Begin».

Oscilación horizontal sin pérdida de energía


Esta simulación es otro ejemplo de movimiento oscilatorio horizontal sin pérdida de energía. Varia los parámetros, desplaza la masa horizontalmente y observa cómo es el movimiento.
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Oscilación horizontal con pérdida de energía


En esta simulación se observan los diferentes cambios que se producen en las oscilaciones horizontales cuando se modifica la velocidad o la masa de un objeto o se varía la constante del muelle. Los alumnos pueden utilizar la gráfica de posición frente al tiempo para encontrar la amplitud, la frecuencia, el período y/o la frecuencia angular de la oscilación. El aerodeslizador se pegará al muelle y experimentará una pérdida de energía mecánica insignificante al colisionar. El sistema perderá energía al oscilar el muelle.

Cuando estés listo para empezar, pulsa el botón «Begin».

Oscilación vertical


En esta simulación se puede ver como diferentes variables afectan a la velocidad de oscilación de un muelle. Podrás cambiar la masa del muelle, la constante del muelle, la amplitud de oscilación y la aceleración debida a la gravedad.

Cuando estés listo para empezar, pulsa el botón «Begin».

Oscilación vertical II


Esta simulación es otro ejemplo de movimiento oscilatorio vertical sin pérdida de energía. Varia los parámetros y observa cómo es el movimiento.
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Resonancia


En la última de estas simulaciones de movimientos oscilatorios online se va a estudiar la resonancia. La resonancia es un fenómeno en el que la amplitud aumenta a una frecuencia determinada. El fenómeno de la resonancia se puede observar fácilmente a nuestro alrededor.
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