Sistema

Un Sistema significa un conjunto de partes que operan en conjunto con un propósito en común.

En este orden de ideas, podemos decir que no vivimos en un mundo unidireccional, en el cual un problema conduce a una acción que lleva a una solución (pensamiento lineal). Además, la magnitud de los resultados tampoco es lineal, estos pueden crecer o decrecer en
el tiempo (evolución no lineal).

Entonces, vivimos en un entorno circular en  movimiento. Nuestro presente está condicionado por nuestro pasado, al igual que nuestro futuro lo estará por las acciones que hagamos en el presente. No hay comienzo ni
terminación del proceso.

## **Tipos de sistemas**

### **Sistema Abierto**

Se caracteriza por las salidas que responden a entradas, pero las
salidas no tienen influencia sobre las entradas. Además, no conoce su propio
desempeño y las acciones pasadas no controlan a las acciones futuras.

### **Sistema Cerrado o Realimentado**

Está influenciado por su propio
comportamiento pasado y tiene una estructura de lazo cerrado que retorna
resultados de acciones pasadas con el fin de controlar acciones futuras.

### **Sistemas Complejos**

Los sistemas complejos se caracterizan fundamentalmente porque su comportamiento es imprevisible. Sin embargo, complejidad no es sinónimo de complicación: este último hace referencia a algo enmarañado, enredado, de difícil comprensión. En realidad, y por el momento, no existe una definición precisa y absolutamente aceptada de lo que es un sistema complejo, pero pueden darse algunas peculiaridades comunes.

* En primer lugar, está compuesto por una gran cantidad de elementos relativamente idénticos. Por ejemplo, las células en un organismo, o las personas en una sociedad.
* En segundo lugar, la interacción entre sus elementos es local y origina un comportamiento emergente que no puede explicarse a partir de dichos elementos tomados aisladamente. Un desierto puede contener billones de granos de arena, pero sus interacciones son excesivamente simples comparadas con las que se verifican en las abejas de un enjambre.
* Por último, es muy difícil predecir su evolución dinámica futura; o sea, es prácticamente imposible vaticinar lo que ocurrirá más allá de un cierto horizonte temporal.

### **Sistemas duros**

Los sistemas duros se identifican como aquellos en que interactúan hombres y máquinas. En los que se les da mayor importancia a la parte tecnológica en contraste con la parte social. El componente social de estos sistemas se considera como si la actuación o comportamiento del individuo o del grupo social sólo fuera generador de estadísticas. En los sistemas duros se cree y actúa como si los problemas consistieran sólo en escoger el mejor medio, el óptimo, para reducir la diferencia entre un estado que se desea alcanzar y el estado actual de la situación. Esta diferencia define la necesidad a satisfacer el objetivo, eliminándola o reduciéndola, Se cree que ese fin es claro y fácilmente definible y que los problemas tienen una estructura fácilmente identificable.

### **Sistemas blandos**

Un sistema blando es aquel que está conformado por actividades humanas, tiene un fin perdurable en el tiempo y presenta problemáticas inestructuradas o blandas; es decir aquellas problemáticas de difícil definición y carentes de estructura, en las que los fines, metas, propósitos, son problemáticos en sí.

Se ocupa de problemas donde existe un alto componente social, político y humano. A comparación de los sistemas duros, que se ocupan más de la tecnología. Es decir, la metodología de sistemas suaves es una manera muy útil de acercar situaciones complejas sociales, y encontrar sus respuestas correspondientes. Esta metodología se originó al comprender a los sistemas duros, que eran netamente aplicados a lo tecnológico, y a operaciones técnicas, siendo muy inadecuado para investigar a los sistemas organizacionales grandes y complejos.

Para el pensador de sistemas suaves, el mundo real es confuso y complejo; pero, el proceso de explorar el mundo real puede organizarse como un sistema. En otras palabras, la forma de pensar (indagar, reflexionar) sobre el mundo real es sistemática.

### **Sistema Dinámico**

El término dinámica lo empleamos por oposición a estática, y queremos con él expresar el carácter cambiante de aquello que adjetivamos con ese término. Al hablar de la dinámica de un sistema nos referimos a que las distintas variables que podemos asociar a sus partes sufren cambios a lo largo del tiempo, como consecuencia de las interacciones que se producen entre ellas.

### **Sistemas Osciladores**

El análisis del movimiento oscilatorio es de gran utilidad por su aplicación a múltiples fenómenos, tanto de la fisica experimental y tecnología industrial, como en el estudio teórico de la física de las partículas. Los sistemas oscilantes se encuentran en múltiples campos de la fisica, de la química, de la biología, no solo en el universo microscópico, sino, también, en el ámbito de los movimientos de sistemas estelares, tratados por la Astrofísica.

#### **El problema de las oscilaciones:**

Existe un especial tipo de movimiento, corriente en los sistemas de partículas, que, por su aplicabilidad a diferentes campos de la física, tanto teórica como experimental, merece una especial atención.

El movimiento oscilatorio corresponde a la situación de un sistema de partículas, S, que está sometido tanto a fuerzas conservativas o como disipativas en el caso más general, con un número cualquiera n de grados de libertad, y de forma que durante un intervalo T de tiempo el mínimo de su energía potencial se encuentra dentro de un entorno, simétrico o asimétrico, repitiéndose periódicamente los valores de tal entorno en el movimiento real del sistema.

El estudio matemático de un sistema oscilante puede hacerse de forma muy precisa construyendo su función de Lagrange, para, a partir de ella, obtener tanto sus ecuaciones de movimiento como las restantes magnitudes cinemáticas y dinámicas.

#### **Los tipos de sistemas oscilantes:**

Si llamamos V a la función potencial de las fuerzas conservativas que actúan sobre el sistema de partículas oscilante, se tiene que V puede depender o no del tiempo.

Llamaremos Oscilador forzado a un sistema oscilante en el que las fuerzas conservativas dependen del tiempo. Siempre es posible descomponer, en este caso, la función potencial en suma de una parte independiente del tiempo y otra parte que si depende del tiempo. A la parte del potencial independiente del tiempo se le puede llamar Potencial de oscilación, y a la parte que sí depende del tiempo Potencial recuperador.

En lo que respecta a las fuerzas no conservativas, es decir, a las fuerzas disipativas que actúan sobre el sistema oscilante, estas podrían o no considerarse nulas durante todo el intervalo de oscilación. El caso en el que las fuerzas disipativas no son idénticamente nulas durante el periodo de oscilación corresponde al oscilador que llamaremos Oscilador amortiguado, o bien, Oscilador con amortiguamiento.

Se define como Oscilador libre a un sistema oscilante que no es forzado ni amortiguado, es decir, un oscilador sobre el que no actúan fuerzas conservativas dependientes del tiempo ni tampoco está sometido a fuerzas de disipación.

Todos los casos, por tanto, ser pueden clasificar así:

* Oscilador no forzado ni amortiguado (Oscilador libre).
* Oscilador no forzado pero con amortiguamiento
* Oscilador forzado sin amortiguamiento.
* Oscilador forzado y amortiguado.

#### **Los osciladores armónicos:**

De lo anterior, por tanto, entendemos que es muy necesario conocer tanto la estructura de la función potencial del campo conservativo en el que se encuentra el sistema oscilante, para poder decidir si se trata o no de un sistema forzado y el grado de su forzamiento, como, también, conocer la función o funciones disipativas para establecer el grado de amortiguamiento del sistema.

Sin embargo, el problema puede ser tratado matemáticamente por aproximación si las funciones indicadoras del potencial de oscilación y del potencial de recuperación son lo suficientemente pequeñas como para poder tomar los primeros términos en una expresión de los mismos mediante un desarrollo de Taylor. El error que se comete en este tipo de aproximación sirve para definir lo que se da en llamar Oscilador armónico

Se define como Oscilador armónico, u Oscilador lineal al sistema oscilante en el que es despreciable (a veces se dice "inferior a una diezmilésima") el error cometido al tomar los dos primeros sumandos no nulos del desarrollo de Taylor de los potenciales de oscilación y recuperación.

Un Oscilador armónico libre es, pues, un oscilador armónico que no está forzado ni amortiguado, esto es, en donde no hay potencial dependiente del tiempo ni fuerzas de disipación.

En los casos de osciladores armónicos amortiguados, con y sin forzamiento, es necesario, para construir sus ecuaciones de movimiento conocer la forma de las funciones de disipación, y, dependiendo de estas funciones, se puede definir un gran número de osciladores armónicos amortiguados, entre los cuales cabe destacar, por su importante aplicación en el contexto de la física experimental, el llamado Oscilador amortiguado de Stokes, cuya condición de definición es la especial forma de las funciones de disipación Q' como suma de los productos de ciertas constantes por las componentes de la velocidad, constantes que se denominan constantes de Stokes.

En lo que respecta, por otra parte, a la forma de las funciones potenciales dependientes del tiempo, en los osciladores forzados, estas pueden tener un comportamiento periódico, generalmente de forma cosinusoidal o sinusoidal, dando lugar a los osciladores denominados Osciladores forzados, con forzamiento periódico.

Se tienen, en definitiva, los casos clásicos siguientes para osciladores armónicos:

* Oscilador armónico libre.
* Oscilador armónico forzado cosenusoidalmente.
* Oscilador armónico forzado sinusoidalmente.
* Oscilador armónico no forzado y con amortiguamiento de Stokes.
* Oscilador armónico forzado cosinusoidalmente y con amortiguamiento de Stokes.
* Oscilador armónico forzado sinusoidalmente y con amortiguamiento de Stokes.