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

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.

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