Movimiento Amortiguado
Definición:
Cuando el cuerpo sujeto al resorte se mueve en un medio que produce fricción sobre el cuerpo, entonces decimos que el movimiento se efectúa con amortiguamiento.
Todos los osciladores reales están sometidos a alguna fricción. Las fuerzas de fricción son disipativas y el trabajo que realizan es transformado en calor que es disipado fuera del sistema. Como consecuencia, el movimiento está amortiguado, salvo que alguna fuerza externa lo mantenga. Si el amortiguamiento es mayor que cierto valor crítico, el sistema no oscila, sino que regresa a la posición de equilibrio. La rapidez con la que se produce este regreso depende de la magnitud del amortiguamiento, pudiéndose dar dos casos distintos: el …ver más…
Sucede cuando:
La solución es:
como antes, y son constantes que dependen de las condiciones iniciales. La pulsación es:
La pulsación del sistema amortiguado es un poco menor que la pulsación del sistema no amortiguado porque la fuerza que lo amortigua, frena la masa y la retarda.
La oscilación del sistema está descrita por una sinusoide de frecuencia cuya amplitud está multiplicada por una exponencial decreciente cuya constante de tiempo es .
Factor de calidad Q
En un sistema poco amortiguado es interesante de definir el factor de calidad (Quality factor en inglés) o simplemente Q como:
Movimiento SobreAmortiguado
En este caso el sistema no es realmente un oscilador, ya que no oscila. La solución es de la forma:
Donde los coeficientes de las exponenciales son menores que cero y reales (por lo que no hay oscilación):
y
y dependen de las condiciones iniciales (es decir, de la situación del sistema para ). La posición no es oscilante y tiende hacia la posición de equilibrio de manera asintótica. Las dos exponenciales decrecientes de las soluciones tienen constantes de tiempo diferentes. Una es pequeña y corresponde a la rápida cancelación del efecto de la velocidad inicial. La segunda es más grande y describe la lenta tendencia hacia la posición de equilibrio
Movimiento Críticamente