Oscilação refere-se ao movimento repetitivo que faz um objeto ou sistema entre dois pontos ou estados.
Quando se fala em oscilação, o conceito mais comum é o existente na física. Contudo, ele ainda se aplica nos contextos como o da economia e da biologia, por exemplo.
Na física, oscilação se trata do movimento de vai e vem ao redor de um ponto de equilíbrio, a exemplo do pêndulo de um relógio. O ciclo de oscilação é marcado através de uma repetição regular, determinada por meio de fatores como amplitude (distância que se tem do ponto de equilíbrio) e frequência (quantidade de oscilações dentro de um período de tempo).
Em circuitos elétricos, há as oscilações de corrente ou voltagem, que são frequentes. Ao passo que na economia esse conceito pode se aplica às variações cíclicas de mercado.
Nos sistemas onde haja forças restauradoras, como é o caso da gravidade ou da elasticidade, ou também em processos que compreendem mudanças periódicas, as oscilações são comuns.
A oscilação é ainda algo estudado no campo do áudio, ali sendo as variações periódicas de pressão sonora ou também sinais elétricos que geram som.
Tipos de oscilações
Há diferentes tipos de oscilações, as quais variam segundo as forças envolvidas e as condições externas. E entre os principais tipos se tem:
- Oscilações livres: acontecem quando um sistema é deslocado da sua posição de equilíbrio e, depois, ele é liberado sem que haja a influência de forças externas contínuas. Um exemplo é um pêndulo que, depois de empurrado, oscila ao redor de seu ponto de equilíbrio sem haver interferência externa. A frequência de tais oscilações depende das propriedades do sistema, como no caso de massa e rigidez;
- Oscilações amortecidas: em tais oscilações, existe uma força que dissipa energia do sistema, como no caso do atrito ou da resistência do ar, fazendo a amplitude diminuir gradualmente com o tempo. O sistema eventualmente volta ao estado de repouso. Um exemplo se trata do amortecedor de um carro, que tende a controlar as oscilações a fim de suavizar o movimento;
- Oscilações forçadas: Ocorrem se uma força externa periódica é aplicada ao sistema, sustentando o movimento. A frequência da oscilação costuma seguir a frequência da força externa. Um exemplo seria a corda de um violão tocada repetidamente, em que a força externa contínua (dedo ou palheta) conserva a corda vibrando.
Esses tipos de oscilações relatam como ocorre a interação dos sistemas oscilatórios com forças externas e internas.
Fundamentos da oscilação
Os fundamentos da oscilação são apresentados por três componentes básicos: amplitude, frequência e período. Tais elementos ajudam no entendimento do comportamento dos sistemas que oscilam, como no caso de pêndulos, ondas e circuitos elétricos.
A amplitude é a distância máxima que um objeto ou um sistema se afasta do ponto de equilíbrio. Tomando como exemplo ainda um pêndulo, é a distância máxima que ele chega em relação à posição central. A amplitude mede o tamanho da oscilação e tende a ser influenciada pela energia inicial usada no sistema. Quanto maior a amplitude, então maior será a energia aplicada no movimento oscilatório.
A frequência mostra quantas oscilações completas se dão em um dado intervalo de tempo. E ela é geralmente medida em Hertz (Hz), em que 1 Hz se trata de uma oscilação por segundo. A frequência dependerá das características do sistema e varia com base em fatores como massa e rigidez.
O período é o tempo que se precisa para uma oscilação ser completa. Em outras palavras ele é o tempo que o sistema leva para retornar ao mesmo ponto em seu ciclo. Ele é contrariamente proporcional à frequência. Se a frequência for alta, então o período será curto, e vice-versa.
Esses três componentes são muito importantes para descrever o comportamento de sistemas oscilatórios. Com a ajuda deles há como se ter a compreensão das dinâmicas desses sistemas.
Ondulatória e oscilação
Recebe o nome de ondulatória o ramo da Física responsável por estudar as ondas, suas propriedades e também seu comportamento.
Ondas se tratam de perturbações que se propagam por um meio (como no caso do som e das ondas em água) ou mesmo no vácuo (como a luz). Na ondulatória, se analisam as características como frequência, amplitude, comprimento de onda e também a velocidade de propagação.
E há dois tipos principais de ondas: mecânicas, que precisam de um meio para se propagar (como som), e eletromagnéticas, que são capazes de se propagar no vácuo (como a luz). Esse estudo é de suma importância para compreender fenômenos como acústica, óptica e até telecomunicações.
A ondulatória e a oscilação possuem uma íntima relação, pois as ondas são, oscilações que se propagam.
Como explicado, a oscilação é um movimento repetitivo em volta de um ponto de equilíbrio. E alando essas oscilações se espalham através de um meio (ar, água, etc.), elas constituem uma onda.
Outros conceitos relacionados são o de vibração, deslocamento, fase, harmônico e ressonância.
SOUSA, Priscila. (18 de Setembro de 2024). Oscilação - O que é, tipos, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/oscilacao