7 ejemplos de oscilador armónico: información y hechos exhaustivos

Los ejemplos de osciladores armónicos incluyen incluso ejemplos mecánicos; algunos incluyen ejemplos eléctricos y un sistema que ejecuta un movimiento armónico simple.

Además, se mencionan algunos oscilador armónico ejemplos:

Péndulo

El péndulo es un peso suspendido del punto del eje para que su flujo libre se balancee hacia los lados. Cuando este péndulo se suplanta de su posición de equilibrio, comienza a oscilar lateralmente hacia adelante y hacia atrás. La oscilación es regular y tiene un movimiento armónico simple.

Cualquier sistema que actúe en movimiento armónico simple se encuentra bajo un oscilador armónico. Un simple oscilador armónico es un tipo de oscilador armónico. Se dice que un sistema está bajo oscilación armónica simple cuando la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento.

En un péndulo, la fuerza restauradora juega un papel vital. El péndulo a veces se llama péndulo. Ahora, cuando la sacudida se desplaza de su posición de equilibrio, se balancea hacia adelante y hacia atrás armónicamente.

La fuerza de restauración actúa sobre el péndulo de modo que la oscilación del péndulo disminuye lentamente y la amplitud disminuye. Otro punto importante para recordar es que la ley de Hook atribuye a este oscilación del péndulo.

Subwoofer

Un subwoofer es un dispositivo creado para producir frecuencias de tono bajo. Tiene frecuencias de audio que son de base baja. Se dice que la membrana en un subwoofer produce armónicos. oscilaciones cuando el altavoz de subgraves emite una frecuencia de audio baja.

El subwoofer es un dispositivo que se encuentra bajo un oscilador accionado. La membrana de un subwoofer oscila con amplitud constante produciendo una oscilación armónica en el proceso. Este es un excelente ejemplo de oscilador armónico.

Dentro de un subwoofer está presente un cono de conductor, que vibra cuando amplifica la corriente eléctrica en sonido. Este sonido no es más que el resultado de la oscilación armónica hacia adelante y hacia atrás. Y el sonido es la frecuencia base baja con un tono bajo.

Conocemos la configuración de un subwoofer y cómo funciona, pero también necesita saber la presencia de un cono de conductor. El cono del conductor es la parte mecánica de cualquier sistema de altavoces. Este convierte la energía eléctrica en sonido creando un espacio de aire en su interior. Y esto da oscilaciones armónicas.

Circuito RLC

En un circuito RLC, la introducción de una resistencia proporciona la oscilación armónica como lo hace la combinación LC. Esta resistencia reduce las oscilaciones en el circuito, por lo tanto, produce una frecuencia base baja y disminuye la frecuencia de resonancia máxima.

La resistencia agregada en un circuito RLC reduce las oscilaciones armónicas. Y esto se conoce como amortiguación. La amortiguación es la que reduce las oscilaciones, dejándola decaer. Entonces, para que un circuito RLC actúe adecuadamente como un oscilador armónico, la resistencia debe agregarse en paralelo y en serie.

Por lo tanto, se debe agregar una resistencia en paralelo de tal manera que las oscilaciones no disminuyan. Y en serie, la resistencia debe agregarse en pequeña para que la resistencia en los circuitos sea lo más pequeña posible, de modo que la amortiguación no afecte las oscilaciones.

Al cambiar la resistencia de acuerdo con o de manera equivalente al decidir el factor de amortiguación cambiando la resistencia en un circuito, se pueden plantear y resolver problemas como la pérdida dieléctrica en bobinas y condensadores.

Básicamente, en un oscilador RLC, entran en juego dos tipos de osciladores, el oscilador mecánico y el oscilador eléctrico. Una de las principales características del circuito RLC es que decae incluso durante las oscilaciones. El oscilador impulsado proporciona una señal sinusoidal a través de oscilaciones armónicas que dan como resultado una onda sinusoidal en lugar de una onda cuadrada.

Sistema Mass-Spring

Un resorte de masa es el sistema en el que dos masas más se suspenden de un soporte rígido. Y se evalúan las oscilaciones de la masa desde su posición de equilibrio hacia adelante y hacia atrás.

Por ejemplo, consideremos dos resortes que tienen dos masas, cada una suspendida del soporte rígido. La constante del resorte para ambos resortes sería la misma, pero la masa puede diferir. Cuando se suspende una masa que pesa menos que la otra masa, el período de oscilaciones varía.

La masa más pequeña oscilará armónicamente menos que la masa que es más grande que la masa menos suspendida. La configuración de las masas se puede explicar por las coordenadas generales de los dos sistemas.

Esto se hace considerando qué tan lejos oscilan los sistemas desde su posición de equilibrio hacia adelante y hacia atrás, para finalmente detenerse debido a la fuerza restauradora que actúa sobre ellos de forma natural.

El sistema masa-resorte se utiliza generalmente en equipos donde la parte vibrante está separada del elemento de soporte. Por ejemplo, en un sistema de techo liviano, este concepto de resorte de masa se implementa para separarlo de cualquier equipo ruidoso que esté sometido a fuertes vibraciones.

Bungee Jumping

El puenting es un excelente ejemplo de oscilación armónica. Además, esto exhibe las oscilaciones armónicas simples de una mejor manera. Las oscilaciones hacia arriba y hacia abajo de la cuerda elástica desde su posición de equilibrio explican claramente las simples oscilaciones armónicas presentes en el sistema.

El concepto básico de oscilación armónica en el puenting es que la oscilación ocurre después de la caída libre del saltador. El saltador está atado a la cuerda elástica, que se mueve hacia arriba y hacia abajo desde la posición de equilibrio. El peso a suspender en el cable está de acuerdo con la longitud del cable. De esta forma se obedece la Ley de Hooke (F = kx).

El saltador experimenta una caída libre, después de lo cual entra en acción una oscilación armónica. El saltador se mueve hacia arriba y hacia abajo, lo que sucede cuando la cuerda elástica oscila hacia adelante y hacia atrás desde la posición de equilibrio.

Soporte

Cradle exhibe lo sencillo movimiento armónico en juego. Un solo empujón dado a la cuna la hace oscilar de un lado a otro desde su posición de equilibrio.

Cuando la cuna recibe incluso un ligero empujón, oscila desde la posición de equilibrio hacia adelante y hacia atrás. Y esto se detiene cuando las oscilaciones disminuyen, haciendo que la amplitud sea menor. El movimiento de vaivén es un período y se dice que tiene oscilaciones armónicas simples.

Percepción auditiva

La percepción auditiva también se conoce como el sentido del oído en los seres humanos. Este proceso se lleva a cabo cuando ondas sonoras entran en el tímpano causando las vibraciones de un lado a otro, y finalmente, el oído humano escucha el sonido.

Las ondas de sonido viajan a través de la membrana del canal auditivo, oscilando de un lado a otro en movimiento periódico. Esto se llama movimiento armónico simple (oscilación). Ambos tímpanos oscilan de un lado a otro durante cuatro ciclos y están asociados con el movimiento de los ojos. 

Estos ejemplos mencionados anteriormente nos ayudan a comprender mejor el concepto de oscilaciones armónicas.

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