Este artigo explica o que são oscilações na física. Você encontrará o significado de uma oscilação, exemplos de movimentos que fazem oscilações, suas propriedades e quais são os diferentes tipos de oscilações.
O que é uma oscilação?
Uma oscilação é cada oscilação de um movimento oscilatório. Em outras palavras, uma oscilação é uma variação repetitiva no tempo de um sistema em torno de uma posição central (ou posição de equilíbrio).
Assim, quando um corpo repete um movimento entre duas posições, ele oscila. As oscilações são, portanto, cada um dos movimentos de vaivém que o corpo móvel realiza, ou seja, o movimento de uma extremidade à outra e de volta à extremidade inicial.
Por exemplo, o movimento de um pêndulo é um movimento oscilatório e, portanto, oscila. De modo que cada movimento que a massa suspensa no pêndulo faz de uma extremidade à outra para retornar a esta extremidade é uma oscilação.
Exemplos de oscilações
Depois de vermos a definição de oscilação, nesta seção veremos vários exemplos de movimentos que fazem oscilações para compreender completamente o seu significado.
Exemplos de movimentos com oscilações:
- As oscilações de uma massa pendurada em uma mola.
- Oscilações de um pêndulo.
- As oscilações feitas pelas cordas de um violão.
- Oscilações de ondas geradas ao atirar uma pedra em uma piscina de água.
- Oscilações de ondas eletromagnéticas.
Características de um movimento oscilatório
Os movimentos que fazem oscilações possuem as seguintes características:
- Alongamento (x) : é a posição do corpo que realiza o movimento oscilatório em um determinado instante. Representa a separação do corpo de sua posição equilibrada.
- Amplitude (A) : é a extensão máxima do movimento oscilatório. É, portanto, a diferença entre a posição máxima e a posição de equilíbrio.
- Período de oscilação (T) : é o tempo que o corpo leva para fazer uma oscilação completa, ou seja, é o tempo que leva para fazer uma viagem de ida e volta completa.
- Frequência de oscilação (f) : é o número de oscilações ou vibrações que o corpo realiza por unidade de tempo.
- Frequência angular ou pulsação (ω) : é a velocidade com que o corpo realiza oscilações.
Na imagem a seguir você pode ver a representação gráfica do alongamento de um movimento oscilatório em função do tempo.
Fórmula para movimento oscilatório
Com a seguinte fórmula você pode calcular o alongamento de um movimento oscilatório dependendo do instante de tempo. Assim, a equação matemática que descreve as oscilações de um movimento oscilatório é a seguinte:
Ouro:
-
é o alongamento do corpo que realiza o movimento oscilatório.
-
é a amplitude do movimento oscilatório.
-
é a frequência angular ou pulsação.
-
é o instante em que o alongamento é calculado.
-
é a fase inicial do movimento oscilatório.
Tipos de oscilações
Os tipos de oscilações são:
- Oscilações livres : O sistema oscila de um lado para o outro e assim permaneceria indefinidamente se não existissem forças dissipativas. Por exemplo, as oscilações feitas por uma massa suspensa por uma mola.
- Oscilações Amortecidas : As oscilações do sistema tornam-se cada vez menores devido ao atrito ou outra resistência. Portanto, a amplitude deste tipo de oscilações diminui gradativamente até atingir um ponto em que o sistema para de oscilar e retorna à sua posição de equilíbrio. Por exemplo, o movimento oscilatório de um pêndulo.
- Oscilações forçadas : o sistema oscila devido à ação de uma força periódica externa, de modo que se a força parar, o sistema para de oscilar. Por exemplo, o movimento oscilante que uma criança faz no balanço graças a outra pessoa que a empurra.