O que é um oscilador harmônico?

Um oscilador harmônico é um sistema em física que age de acordo com a lei de Hooke. Esta regra descreve o comportamento elástico e afirma que a quantidade de força aplicada a uma mola ou outro objeto elástico é proporcional ao seu deslocamento. Um sistema de oscilador harmônico retorna à sua posição original quando a força é removida do objeto elástico. A superfície em que o bloco desliza é assumida como sem atrito. Quando o sistema é colocado em movimento, ele segue a equação ω 0 = 2πf _{, que também é igual à raiz quadrada da constante da mola (k), dividida pela massa do bloco (M). Unidades de Hertz. O período do bloco - o tempo necessário para passar por um completoE o ciclo de movimento - é igual a um dividido por f . A constante da mola indica o quão rígida é a mola e é exclusiva de cada mola. Possui unidades de força por comprimento, por exemplo, newtons por metro.}

Este exemplo simples é chamado de oscilador harmônico não amortecido e, teoriza que, como o bloco se move ao longo de uma superfície sem atrito, continuará se movendo na mesma frequência para sempre. Na verdade, no entanto, essa situação não ocorreria. Os sistemas reais com atrito são chamados de sistemas amortecidos, nos quais o movimento do bloco desacelerará, o deslocamento da primavera ficará mais curto e o sistema acabará por parar de se mover.

Um sistema de oscilador harmônico pode ser superdampado, subavalido ou criticamente amortecido. Equações diferenciais descrevem o movimento dos sistemas amortecidos, para que sua solução possa ser bastante complexa. Cada tipo de sistema amortecido tem seu próprio tipo demovimento, no entanto, que é facilmente reconhecível.

Em um sistema superficiado, o bloco não oscila. Ele retorna à sua posição original lentamente depois que a força é aplicada e a mola para de se mover. O bloco pode oscilar por um bom tempo em um sistema subavalido, com o alongamento da mola menos a cada oscilação consecutiva até que o sistema retorne ao descanso. Um sistema criticamente amortecido se comporta da mesma maneira que um sistema superfluido, mas foi projetado de maneira ideal para retornar à posição original o mais rápido possível.

Um oscilador harmônico quântico descreve como duas moléculas interagem entre si. Eles vibram para frente e para trás de uma maneira semelhante a uma massa em uma primavera. Em vez de uma constante de mola, a equação para um oscilador harmônico quântico usa uma constante de força de ligação, que descreve a força da ligação entre as duas moléculas. A relação entre a velocidade angular e a frequência é a mesma.