Moto oscillatorio
Un moto oscillatorio o vibratorio è un moto periodico che si ripete ad intervalli di tempo uguali quando una particella si muove avanti e indietro sullo stesso percorso.
Un esempio di moto oscillatorio è quello degli atomi nelle molecole o in un reticolo cristallino.
Altri esempi sono costituiti dalle oscillazioni di:
- un bilanciere di un orologio
- una massa fissata a una molla
- una corda di violino
Moto smorzato
Tuttavia l’energia di questi moti è dissipata dalle forze di attrito e quindi essi diventano moti vibratori smorzati. Si può spesso annullare l’effetto di smorzamento fornendo sufficiente energia al sistema oscillante per compensare l’energia persa a causa dell’attrito
Grandezze
Un moto oscillatorio è caratterizzato da alcune grandezze caratteristiche:
- periodo T che è il tempo necessario per un’oscillazione completa o ciclo
- frequenza ν che è l’inverso del periodo ovvero ν = 1/T ed ha come unità di misura il ciclo al secondo o hertz
- spostamento lineare o angolare che è la distanza lineare o angolare della particella oscillante dalla sua posizione di equilibrio in ogni istante
Inoltre la posizione in cui sulla particella oscillante non agisce alcuna forza è detta posizione di equilibrio.
Energia
Una particella soggetta a moto oscillatorio periodico ripassa avanti e indietro per un punto che è la sua posizione di equilibrio.
Im questo punto l’energia potenziale della particella è minima.
Ad esempio in un pendolo
l’energia potenziale è minima nel punto più basso dell’oscillazione.
La forza che agisce sulla particella è data da:
F = – dU/dt
Essa è pari a zero nella posizione di equilibrio, è orientata verso destra quando la particella si trova a sinistra rispetto alla posizione di equilibrio e viceversa.
La forza è una forza di richiamo in quanto agisce sempre in modo da accelerare la particella verso la posizione di equilibrio che, nel moto periodico, è sempre una posizione di equilibrio stabile.
L’energia meccanica totale E di una particella oscillante è data dalla somma dell’energia cinetica e potenziale ovvero:
E = K + U
dove E è costante se non agiscono forze non conservative come la forza di attrito.
