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El periodo

mayo 26, 2020
profesor-de-fisica - fsica a tu alcance
  1. Definición, notación y unidad
  2. Determinar un período de un gráfico
  3. Medida experimental
  4. Determinar período de frecuencia
  5. Algunos valores de periodo

Definición, notación y unidad

Definición

Cuando un fenómeno es periódico, su período corresponde a la duración que separa dos repeticiones sucesivas de este fenómeno.

Nota: el período también es la duración del fenómeno en sí.

Puntuación

El período se indica con la letra “T“(Siempre en mayúscula), esta” T “recuerda la naturaleza temporal del período y la capital lo distingue de un tiempo o cualquier duración.

Unidad

Dado que es una duración, el período puede expresarse utilizando cualquier unidad de tiempo (año, mes, día, hora, minuto, segundo, milisegundo, etc.), pero generalmente es preferible adoptar el Unidad más adecuada.

Si el período está destinado a ser utilizado en una relación matemática (por ejemplo, para el cálculo de una frecuencia), es probable que esta relación requiera expresarse en segundos (que es la unidad del sistema internacional) incluso si eso significa utilizar un notación científica

Determinar un período de un gráfico

Cuando un gráfico representa las variaciones de una cantidad X (que puede ser un voltaje, una coordenada, una longitud, un ángulo, una temperatura, etc.) en función del tiempo, entonces es posible usar este gráfico para determinar el período T utilizando el siguiente método:

 

  • Identifique el patrón elemental en el gráfico, es decir, la porción más pequeña que se repite a lo largo de la curva. En realidad, es posible identificar muchos patrones diferentes (que coinciden todos con el mismo período), pero en la práctica es preferible retener el patrón cuyos límites son fácilmente identificables (aquellos que, por ejemplo, se encuentran en el eje de la abscisa o que coincidir con un máximo o un mínimo)

  • Determine la coordenada de tiempo t1 asociada con la abscisa del primer punto del patrón y luego la coordenada de tiempo t2 correspondiente a la abscisa de su último punto.

  • El período T corresponde a la diferencia entre t2 y t1: T = t2 – t1

Es posible determinar el período con mayor precisión ya no considerando un solo patrón sino una sucesión de 2, 3, 4 5, 10 patrones o más. En este caso:

  • t1 es siempre la abscisa del primer punto del primer patrón
  • t2 es la abscisa del último punto de nth patrón
  • El período T se obtiene dividiendo la diferencia de los dos tiempos anteriores por el número “n” de patrones utilizados: T = (t2 – t1) / n

Medida experimental

En el caso más simple, si las variaciones periódicas se pueden observar directamente (oscilaciones de un péndulo simple, movimiento hacia adelante y hacia atrás de un objeto suspendido en un resorte, etc.) y si el valor del período es mayor que un segundo entonces su medición se puede hacer por tiempo simple, es suficiente:

  • elegir una configuración fácilmente identificable (una disposición particular del sistema que se puede tomar como punto de referencia)
  • para cronometrar el tiempo entre dos pasajes sucesivos por esta configuración (este tiempo corresponde al período)

Como cualquier medición, el tiempo está viciado por una cierta incertidumbre (un margen de error) que resulta, entre otras cosas, del tiempo de reacción para iniciar el cronómetro y de la dificultad para distinguir el punto de referencia elegido, sin embargo, es posible disminuir esta incertidumbre al no medir un período sino un número “n” (4, 8, 10 20, etc.) de períodos. El período se obtiene dividiendo la duración total de las repeticiones “n” del fenómeno por el número “n”, pero la incertidumbre también se divide por el mismo factor. Si la cantidad que varía periódicamente no es directamente accesible porque es un movimiento demasiado rápido o una cantidad física como el voltaje eléctrico, la temperatura, la intensidad de la luz, etc., entonces es necesario deshacer las llamadas a un Sistema de grabación: video, sensores, interfaz, sonda, etc. que permite visualizar el fenómeno o traducirlo en señales eléctricas utilizables.

Determinar período de frecuencia

El período de un fenómeno periódico (o señal) es el inverso de su frecuencia (f), por lo tanto, se puede calcular utilizando la relación

donde:

  • f es la frecuencia en hertz (Hz)
  • T es el período en segundos (s)

Ejemplo de cálculo de período a partir de una frecuencia:

  • si la frecuencia es de 20 hercios, entonces T = 1/20 = 0.050 s
  • si la frecuencia es 0.0100 hertz entonces T = 1: 0.0100 = 100 s
  • si la frecuencia es de 10 kHz, entonces f = 10,000 Hz y T = 1 / 10,000 = 0,00010 s
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