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Fenómenos periódicos

mayo 9, 2020
profesor-de-fisica - fsica de la tristeza
  1. Definición (es)
  2. ¿Cómo determinar si un fenómeno es periódico?
  3. Características de un fenómeno periódico.
  4. Fenómenos biológicos periódicos.
  5. Otros ejemplos de fenómenos periódicos.
  6. Fenómenos no periódicos.
  7. Fenómenos seudoperiódicos

Definición (es)

Definición simplificada

Se dice que un fenómeno es «periódico» si se reproduce de manera idéntica en intervalos de tiempo constantes Esta definición trae algunos comentarios:

  • ¿Qué queremos decir con «reproducción idéntica»? Dos fenómenos pueden parecer similares cuando confiamos en los sentidos humanos (vista, oído, etc.), pero el uso de un dispositivo de medición puede revelar diferencias. Por lo tanto, para calificar un fenómeno como periódico es necesario establecer criterios que permitan definir con qué margen se acepta considerar dos fenómenos como «idénticos».
  • ¿Cuáles son las condiciones que nos permiten considerar que los intervalos de tiempo son iguales? Podemos hacer la misma observación con respecto a las duraciones (¡y para cualquier cantidad física también!). Es necesario definir un margen de tolerancia que permita considerar que dos duraciones son idénticas.

Definición exacta (rara vez se usa en la escuela secundaria) Un fenómeno se considera periódico:

  • si se caracteriza por una cantidad física denotada X (una dimensión, una coordenada, un campo eléctrico, etc.) que depende del tiempo y que puede expresarse mediante una función f tal que X = f
  • si hay una duración T (lo más pequeña posible) tal que para cualquier valor de tiempo

Observaciones

  • La periodicidad de un fenómeno depende de la duración durante la cual se considera este fenómeno, un fenómeno puede llegar a ser periódico durante una corta duración y no serlo por más tiempo. Por ejemplo, el movimiento de las manecillas de un reloj puede considerarse periódico durante algunos meses, pero cuando se descargan las baterías eléctricas, el mecánico disminuye la velocidad y luego deja de funcionar.
  • Si estudiamos un fenómeno periódico durante un período demasiado corto, entonces no se puede identificar su periodicidad. Por ejemplo, el movimiento de la manecilla de los minutos de un reloj es periódico si se estudia durante varias horas, pero esta periodicidad no aparece si el movimiento se sigue solo durante unos minutos.
  • Para el mismo fenómeno, ciertos aspectos pueden ser periódicos y otros no, nuevamente puede ser necesario especificar. Por ejemplo, durante un período de una hora, el movimiento de la manecilla de segundos de un reloj es periódico pero no todo el reloj (la duración considerada debe extenderse a varios días).

¿Cómo determinar si un fenómeno es periódico?

Según la definición dada para saber si un fenómeno es periódico, es necesario verificar:

  • que reproduce con características que pueden considerarse idénticas para cada repetición.
  • que la repetición se realiza a intervalos de tiempo constantes y esto durante toda la duración considerada.
  • Para esto podemos basarnos:
  • en nuestro conocimiento del fenómeno (en relación con situaciones cotidianas)
  • en una descripción del fenómeno si se proporciona
  • En una señal (generalmente eléctrica)
  • en un gráfico que muestra las variaciones de una magnitud característica del fenómeno en función del tiempo. En este caso, el gráfico presenta un patrón básico que se repite a intervalos de tiempo constantes.

Características de un fenómeno periódico.

Durante un fenómeno periódico hay una doble repetición:

  • temporal
  • Una o más características físicas.

En cuanto a la repetición temporal se caracteriza por dos cantidades que son el «período» por un lado y la «frecuencia por el otro». El período corresponde a la duración que transcurre entre dos repeticiones del fenómeno, mientras que la frecuencia refleja más bien el ritmo de las repeticiones. Estas dos cantidades (frecuencia y período) están relacionadas entre sí, una se puede deducir fácilmente de la otra, por lo tanto, solo una de ellas es generalmente necesaria para describir un fenómeno periódico. Con respecto a la repetición de cantidades físicas, puede limitarse a una indicación de los valores extremos (máximo y mínimo), de la amplitud (diferencia entre el valor mínimo y el valor máximo) o puede ser más detallado en función de un representación gráfica (cantidad física representada en función del tiempo) donde se identifica el «patrón» básico.

Fenómenos biológicos periódicos.

Ciertos fenómenos biológicos pueden considerarse periódicos durante períodos limitados y siempre que la actividad física y los parámetros externos (como la temperatura) sean estables. Podemos por ejemplo considerar como periódico:

  • La respiración
  • Actividad cardiaca
  • La actividad eléctrica del cerebro.

Otros ejemplos de fenómenos periódicos.

Las ondas Las ondas son a menudo fenómenos periódicos (siempre que la fuente que las genera lo sea), este es en particular el caso de las ondas electromagnéticas (luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, etc.) y las ondas de sonido (así como ondas ultrasónicas) Fenómenos oscilatorios. Un fenómeno oscilatorio corresponde a las variaciones de una cantidad física a cada lado de un valor de equilibrio (como el péndulo de un reloj que oscila a ambos lados desde la posición vertical). Cuando dicho suministro se mantiene mediante un suministro de energía externo o cuando se estudia durante un tiempo suficientemente corto para que las disipaciones de energía sean insignificantes, puede considerarse como periódico. La publicación de un periódico. Dependiendo de si es diario, semanal o mensual, un periódico estará disponible para la venta (excepto eventos imprevistos) todos los días, todas las semanas o todos los meses. ¡Pero cuidado, es aquí «la publicación» la que es periódica y no el periódico puesto a la venta ya que su contenido cambia! La sucesión de los días terrenales. Esta sucesión ocurre debido a la rotación de la Tierra sobre sí misma y se reproduce a intervalos de tiempo constantes. Atención, sin embargo, distinguimos el día sideral que pasa durante una rotación completa de la Tierra en 360 ° (dura 23 h 56 min y 4s) y el día solar que pasa entre dos pasajes sucesivos del Sol por mismo meridiano terrestre (dura 24 h)

El ciclo de las fases lunares. La Luna muestra una parte variable de su cara iluminada y las diferentes figuras lunares que observamos constituyen sus fases. Estas fases se repiten periódicamente (aproximadamente cada 29.5 días) después de una revolución completa de la Luna alrededor de la Tierra. En términos generales, cualquier revolución de una estrella a otra es un fenómeno periódico. El horario de un estudiante de secundaria Durante los períodos escolares, (excluyendo feriados, huelgas, ausencias, viajes escolares, etc.) cada curso en una materia determinada se lleva a cabo todas las semanas al mismo tiempo con el mismo maestro. Tenga cuidado, aquí también no son los cursos en su conjunto los que son periódicos (ya que su contenido cambia) sino su atuendo. La visualización de los diferentes colores de un semáforo. En ciertos intervalos de tiempo, la sucesión de colores tiene lugar a intervalos de tiempo constantes, por lo tanto, la repetición de secuencias que comprenden una sucesión de una luz verde, una luz naranja y luego una luz roja es periódica. Elecciones presidenciales A menos que sea imprevisto (renuncia del presidente, golpe de estado, muerte, etc.), las elecciones se llevan a cabo periódicamente y ocurren en Francia (dentro de unos días) cada 5 años. Una vez más, la organización de las elecciones es periódica y no los electrones en su conjunto, ya que los candidatos y los votantes no son todos iguales.

Fenómenos no periódicos.

Definición: un fenómeno no es periódico (a veces usamos el término «aperiódico») si no es periódico En general, podemos considerar los siguientes fenómenos como no periódicos:

  • puntual, es decir que no repitas
  • que se repiten a intervalos de tiempo variables
  • que se repiten de una manera diferente
  • que implican la noción de azar o parámetros aleatorios (clima, números de lotería, etc.)
  • que dependen de una decisión humana
  • que en cada repetición amplifica una diferencia (con, por ejemplo, una amplitud creciente o decreciente)

Fenómenos seudoperiódicos

Estos son fenómenos que se repiten a intervalos constantes, pero cuya amplitud disminuye gradualmente debido a la disipación de energía (que se puede hacer, por ejemplo, por fricción fluida o sólida o por efecto Joule).

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