1. Inercia: Esto se refiere a la tendencia del sistema a resistir los cambios en su estado de movimiento. Asegura que el sistema tenga una forma de almacenar energía y liberarla, conduciendo la oscilación. Los ejemplos incluyen masa en un sistema mecánico o inductancia en un circuito eléctrico.
2. Restauración de fuerza/energía potencial: Esta es la fuerza o energía potencial que siempre intenta llevar el sistema a su posición de equilibrio. Es lo que hace que el sistema se "retroceda" después de ser desplazado. Los ejemplos incluyen la fuerza elástica de un resorte o la energía eléctrica almacenada de un condensador.
3. Disipación de energía: Si bien no se requiere estrictamente para la oscilación, alguna forma de disipación de energía generalmente está presente en los sistemas del mundo real. Esta disipación, causada por fricción, resistencia, etc., amortigua las oscilaciones con el tiempo. Si la disipación es demasiado alta, el sistema podría no oscilar en absoluto.
Estas tres propiedades funcionan juntas para crear oscilaciones:
* inercia: El sistema almacena energía cuando se desplaza del equilibrio.
* Fuerza de restauración: La fuerza de restauración tira del sistema hacia el equilibrio, convirtiendo la energía almacenada en energía cinética.
* inercia: El sistema continúa moviendo el equilibrio más allá de su inercia.
* Fuerza de restauración: La fuerza de restauración ahora actúa en la dirección opuesta, ralentizando el sistema hacia abajo y convirtiendo la energía cinética en energía potencial.
* El ciclo se repite: El sistema continúa oscilando, con energía constantemente cambiando entre las formas potenciales y cinéticas.
Consideraciones adicionales:
* Lineality: En muchos sistemas simples, la fuerza de restauración es proporcional al desplazamiento (por ejemplo, un resorte). Esto conduce a un movimiento armónico simple. Sin embargo, las oscilaciones también pueden ocurrir en sistemas con fuerzas de restauración no lineales.
* amortiguación: El nivel de disipación de energía afecta la amplitud y duración de las oscilaciones. Un sistema con alta amortiguación se establecerá rápidamente al equilibrio, mientras que un sistema con baja amortiguación oscilará durante un período más largo.
* Fuerzas impulsoras: Las oscilaciones también pueden ser impulsadas por fuerzas externas. Por ejemplo, un niño en un swing puede mantenerse oscilando mediante empujes periódicos.
En resumen, las propiedades fundamentales de la inercia, una fuerza de restauración y alguna forma de disipación de energía son esenciales para que un sistema exhiba un comportamiento oscilatorio. Estas propiedades funcionan juntas para crear una interacción dinámica de almacenamiento de energía, liberación y conversión, lo que lleva a la repetitiva característica del movimiento de ida y vuelta de las oscilaciones.
