oscilatório

Os oscilações são variações periódicas de grandezas físicas ao longo do tempo. O termo oscilatório descreve propriedades ou comportamentos de sistemas que apresentam esse tipo de variação. Em muitos contextos, o objeto que gera ou sustenta a oscilação é chamado de oscilador; o adjetivo oscilatório refere-se ao fenômeno ou ao sistema que exibe oscilações.

É comum encontrar fenômenos oscilatórios em diversas áreas: na mecânica, com massas ligadas a molas e amortecedores; na eletrônica, em circuitos que contêm indutores e condensadores (por exemplo, osciladores LC); na acústica, em instrumentos que produzem timbre periódico; e mesmo em biologia, onde ritmos como o sono, o pulso cardíaco e ritmos circadianos mostram comportamento oscilatório. Em química, meteorologia e física de partículas também há exemplos de oscilações sob determinadas condições.

As características-chave de um sistema oscilatório são a amplitude (tamanho da variação), a frequência (número de oscilações por unidade de tempo), o período (tempo de uma oscilação) e a fase (posição no ciclo no instante considerado). Em modelos lineares de segunda ordem, a dinâmica pode ser descrita por uma equação do tipo m x'' + c x' + k x = F(t). A frequência natural é ω0 = sqrt(k/m), o fator de amortecimento é ζ = c/(2 sqrt(k m)) e a frequência amortecida é ωd = ω0 sqrt(1 − ζ^2) para ζ < 1. Oscilações podem ser livres (F(t) = 0) ou forçadas (F(t) ≠ 0), e a ressonância ocorre quando a frequência externa se aproxima de ω0.

Aplicações incluem o design de osciladores eletrônicos (Colpitts, Hartley, entre outros) para relógios, telecomunicações e processamento de sinais. Em muitos sistemas, as oscilações são mantidas por realimentação positiva e não linearidades, levando a oscilações auto-sustentadas ou a regimes estáveis de comportamento periódico.