Oszilazio

Oszilazio bat da ingurune edo sistema fisiko baten aldaketa, perturbazioa edo fluktuazioa denboran, erdiko puntu baten inguruan (sarritan oreka-puntu bat) edo bi egoera edo gehiagoren artean. Oso adibide ezagunak dira pendulua eta korronte alternoa. Fenomenoa errepikatzen bada, oszilazio periodikoaz hitz egiten da. Bibrazio terminoa oszilazio mekanikoei dagokie. Oszilazio-aldia edo periodoa oszilazio baten bi puntu baliokideren artean igarotako denbora da. Adibidez, olatu batean bi gailurren artean edo bi haranen artean egindako denbora litzateke. Fenomeno jakin baten oszilazio-aldia maiztasunaren alderantzizkoa da (frekuentziaren alderantzizkoa).

Oszilatzen duen sistema mekaniko sinpleena malguki bati heldutako masa bat da, beste indar batzuen mende ez dagoena; oreka-puntua alde batera utzita, horrelako sistema bat grabitatea bezalako indar konstante baten mende dagoen indar bakar baten baliokidea izango litzateke. Malgukia luzatuta ez dagoenean, sistema oreka mekanikoko egoeran egongo da. Sistema oreka-puntutik mugitzen bada, masaren gainean atzera ekartzeko indar bat sortuko da, sistema orekara itzultzeko joera izango duena. Hala ere, masak, oreka-posiziora mugitzean, higidura kantitate bat hartuko du, eta, ondorioz, masa oreka-puntutik haratago mugitzen jarraituko du, eta orduan kontrako noranzkoan indar berritzailea eragingo du. Oszilazio bat osatzeko behar den denbora denborari periodo deitzen zaio.

Malguki eta masa horien sistemaren dinamika matematikoki deskribatzen du osziladore harmoniko sinpleak, eta haren mugimendu periodikoari higidura harmoniko sinple deritzo. Malguki eta masaren sisteman masak energia zinetikoa du, eta energia hori malgukian metatutako energia potentzial bihurtzen da egiten duen bidearen muturretan. Sistema horrek oszilazioen ezaugarri komun batzuk erakusten ditu, oreka bat dagoela eta indarberritze-indarra handiagoa dela sistema oreka-puntutik zenbat eta urrunago egon. Osziladore harmonikoak beste oszilazio mota askorentzako eredu bat eskaintzen du, Fourier-en analisiarekin deskribatu daitekeena.

Ingurune material bateko oszilazioak soinua sortzen duena da.

Moteltzea, oszilazio behartuak eta autoinduzituak

Anplitude eta maiztasun bereko bi oszilazio (

x(t)=\cos \omega t

, eta

y(t)=\operatorname {sen} \omega t

).

{\frac {\pi }{2}}

-ko atzerapenarekin eta elkarren artean perpendikularrak diren (x,y) norabideetan, zeinak ardatzaren norabidean aurrera egiten baitute, oszilazio zirkular polarizatu bakar bat osatuz.

Mundu errealeko sistemetan, termodinamikaren bigarren printzipioak adierazten du etengabe eta ezinbestean energia bihurketa bat dagoela energia termiko sortzeko. Hala, errealitatean sistemari energiarik kanpotik ematen ez bazaio ez da etengabe oszilatuko, oszilazio amortizatuak gertatuko dira, txikiagotu egiten dira denborarekin; osziladore harmonikoaren bidez irudika daiteke prozesu horren deskribapen sinpleen idealizatua. Horrez gain, oszilazio-sistema batek kanpo-indar bat jasan dezake, askotan sinusoidea, oszilazioaren anplitudeari eusteko. Hori litzateke kanpoko elektrizitate-iturri batera konektatzen den korronte alternoko zirkuitu baten kasua; kasu horretan, oszilazio behartuez ari gara.

Sistema batzuk kitzikatuak izaten dira ingurunetik transferitzen zaien energiaren bitartez. Transferentzia hori gertatu ohi da sistemak fluido baten parte direnean. Adibidez, aerodinamikan, fimbrament fenomenoa gertatzen da aireontzi baten hegalaren oreka-puntuarekiko desplazamendu arbitrario bat dagoenean. Desplazamendu horren ondorioz, aire-fluxuaren kontrako hegalaren eraso-angelua handitu egiten da, eta, ondorioz, euste-koefizientea handitu, desplazamendu handiagoa eragiten da. Hegalen zurruntasunak desplazamenduak menderatzen ditu, eta oreka-posiziora itzultzea eta oszilazioa ahalbidetzen duen indarberritzea eragiten du.

Oszilazio akoplatuak

Oszilazioak bi edo hiru dimentsiokoak ere izan daitezke. Gainazal bat erakusten da, oszilazio-mugimendu aske baten bidez bibrazioa jasaten

Osziladore harmonikoek eta sistema baliokideek askatasun-gradu bakarra dute. Sistema konplexuagoek askatasun-gradu gehiago izaten dute, adibidez, bi masa eta hiru malguki, non masa bakoitza puntu finkoetara eta beste masetara hartzen baita. Kasu horietan, aldagai bakoitzaren portaerak besteena eragiten du, eta, horren ondorioz, banakoen askatasun-graduen oszilazioak akoplatu egiten dira. Banakako oszilazioen itxurazko mugimendua oso konplexua dirudi, baina deskribapen sinplea eta kontzeptualki sakona lor daiteke informatika erabiliz mugimenduaren eredua modu normal edo maiztasun natural gisa ebazteko..

Adibideak

Ibilgailuen hagunetan pisuak jartzen dira gurpilak orekatzeko. Orekar-ezak bibrazio kaltegarriak sortzen ditu ibilgailua gidatzerakoan.

Mekanikoak

Pendulu bikoitza
Foucault-en pendulua
Helmholtzen erresonantzia
Kolunpioa
Kordofonoak (harizko musika-tresnak)
Diapasoia
soka bibrakorra
Eguzkiaren oszilazioak (heliosismologia) eta beste izarrenak (astrosismologia)

Elektrikoak

Txandaka korrika
multibibragailu
Armstrong osziladorea
Autoblokeoko osziladorea
Clapp-osziladorea
Colpitts-en osziladorea
Osziladore elektronikoa
Hartleyren osziladorea
Pierce-osziladorea
Erlaxazio-osziladorea
RLC zirkuitua
Vaλkas-en osziladorea
Wiengo zubi-osziladorea

Elektromekanikoak

Kuartzozko kristalezko osziladorea
Bozgorailua
Mikrofonoa

Optikoak

Laserra (eremu elektromagnetiko baten oszilazioa $10^{15}$ Hzen inguruko maiztasun batekin)
Toda osziladorea edo autopulsazioa (laser baten potentzia pultsatzea $10^{4}$ Hz -- $10^{6}$ Hz tarteko maiztasunetan)
Osziladore kuantikoa osziladore lokal optiko bati nahiz optika kuantikoaren ohiko ereduari dagokie.