Oscilador armónico, amortiguado, forzado y cotidianidad


Por: Pilar Cristina Barrera Silva
Ensayo

Uno de los temas de física mecánica que mas me gusta transmitir en mis clases es el oscilador armónico, amortiguado y forzado.

la ecuación de movimiento es la siguiente:

 

Esta hermosa expresión proviene de sumar las fuerzas externas sobre el oscilador, éste puede ser una madre impulsando el columpio de su hijo en el parque. Veamos su interpretación:

El primer término:

 Es la fuerza natural del oscilador,  indica el movimiento periódico del objeto de interés, esto quiere decir que se presenta un ir y venir entre dos posiciones extremas, fácil imaginar la situación del parque de la madre y su niño. en el movimiento armónico simple se tiene una frecuencia natural de vibración -esto es el número de vibraciones por segundo- indicada con el término  el cual depende de las propiedades de cada oscilador en particular.

El segundo término es la fuerza de rozamiento con el medio, esta fuerza va frenando el movimiento del objeto; se esperaría que en algún momento llegue a detenerse

El tercer término:
   es la fuerza externa, la cual lo mantiene en el movimiento de suave vaivén, durante el tiempo en el cual se aplica esta fuerza. Ya que el oscilador se mueve de acuerdo a la fuerza externa, la frecuencia que sobre él actúa es  llamada frecuencia forzada.

El último término lo encontramos a la derecha:
 Es la fuerza resultante nos enseña que al sumar estas tres fuerzas, no se equilibran; por lo tanto el sistema de nuestro interés se va a acelerar, de acuerdo a  la fuerza resultante.

 

La Física es una ciencia de carácter experimental, donde estudiamos leyes naturales y comportamientos de sistemas, bien sea creados en un laboratorio, así como aquellos que nos encontramos a diario en nuestro transitar por la vida.
En este orden de ideas si hacemos una analogía entre el oscilador mencionado y el desarrollo de nuestra existencia encontraremos algunas ideas interesantes:
Al nacer llegamos a un sitio en el cual en la mayoría de los casos atienden todas nuestras necesidades básicas, nuestros primeros años transcurren sin mayores sobresaltos, como si estuviéramos sujetos solamente a la fuerza natural mencionada; no somos muy conscientes de nuestra vida en los primeros años. El tiempo transcurre más rápido de lo que esperamos y cuando nos damos cuenta hemos vivido un buen lapso de tiempo en donde cubrimos nuestras propias necesidades pero también se nos presentan grandes dificultades en el camino; bien puede ser pérdida de un ser querido, despido del trabajo, dificultades de salud…, es acá donde podemos asociar a nuestra vida la fuerza de rozamiento con el medio, a veces vicisitudes son tan importantes que se nos trunca el camino y partimos de manera definitiva.
No obstante, si nuestro tránsito por la vida continua, implica que tenemos derroteros y expectativas para cumplir, esto pueden ser: terminar estudios superiores, viajar en búsqueda de lo desconocido, tener y procurar el mejor futuro para nuestros hijos -en fin…- estos incentivos bien se pueden asemejar con el tercer término la fuerza externa la cual como se mencionó impulsa al oscilador evitando que se detenga, así mismo nuestra existencia tiene sentido cuando tenemos metas a las cuales debemos llegar.

Al sumar las fuerzas sobre el oscilador, el sistema presenta la fuerza resultante la cual es proporcional al producto de la masa por la aceleración que éste presenta. Así mismo nuestra vida tiene un ritmo muy variado en la medida que tengamos actividades para desarrollar. y continuar vigentes en la medida de lo posible durante el tiempo que tenemos disponible.
En varios casos vemos personas que al llegar a su momento de retiro de actividades laborales, en poco tiempo abandonan el planeta para mezclar sus átomos con todos los que están esparcidos por el universo. Esto puede ocurrir por que la fuerza externa  deja de actuar y sus sistemas físicos quedan expuestos solamente a la fuerza de rozamiento con el medio, la que ocasiona que su vida va perdiendo energía hasta el momento del colapso final.
En este oscilador también analizamos el hecho que la frecuencia natural, pueda estar cercana a la frecuencia forzada de la fuerza externa, en este caso se habla de resonancia, esto indica que el oscilador entrega toda su energía y se mueve con una amplitud muy grande, así vemos algunas personas que sin mayores dificultades en sus vidas son muy osadas en sus actividades y a veces notamos como colapsan en sus pretensiones, seguramente por tener todo  lo deseado  y mirar con desdén las dificultades de la vida, generando para su vida una resonancia existencial.

En conclusión, no es ningún secreto que debemos mantener actividad tanto física como intelectual en el diario vivir para ser semejantes al movimiento armónico, amortiguado y forzado.

Las leyes naturales están presentes en nuestras vidas desde el momento de la concepción hasta el instante en el cual emitimos nuestra última respiración, y por si algo sería mejor intentar seguirlas con el fin de estar en total armonía con el universo.

Comentarios y/o sugerencias:
picriba@hotmail.com

 

 

 

 

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