En cinemática , la absencia (o absición ) es una medida del desplazamiento sostenido de un objeto desde su posición inicial , es decir, una medida de a qué distancia y durante cuánto tiempo. La palabra absement es un acrónimo de las palabras ausencia y desplazamiento . De manera similar, absición es un acrónimo de las palabras ausencia y posición . [1] [2]
La ausencia cambia cuando un objeto permanece desplazado y permanece constante mientras el objeto reside en la posición inicial. Es la primera integral de tiempo del desplazamiento [3] [4] (es decir, la ausencia es el área bajo una gráfica de desplazamiento versus tiempo), por lo que el desplazamiento es la tasa de cambio (primera derivada en el tiempo ) de la ausencia. La dimensión de la ausencia es la longitud multiplicada por el tiempo . Su unidad SI es el metro segundo (m·s), que corresponde a que un objeto se haya desplazado 1 metro durante 1 segundo. Esto no debe confundirse con un metro por segundo (m/s), una unidad de velocidad , la derivada temporal de la posición.
Por ejemplo, abrir la compuerta de una válvula de compuerta (de sección transversal rectangular) 1 mm durante 10 segundos produce la misma ausencia de 10 mm·s que abrirla 5 mm durante 2 segundos. La cantidad de agua que ha circulado por ella es linealmente proporcional a la ausencia de la compuerta, por lo que también es la misma en ambos casos. [5]
Siempre que la tasa de cambio f ′ de una cantidad f es proporcional al desplazamiento de un objeto, la cantidad f es una función lineal de la ausencia del objeto. Por ejemplo, cuando el caudal de combustible es proporcional a la posición de la palanca del acelerador, entonces la cantidad total de combustible consumido es proporcional a la ausencia de la palanca.
El primer artículo publicado sobre el tema del absement lo presentó y lo motivó como una forma de estudiar instrumentos musicales basados en el flujo, como el hidraulófono , para modelar observaciones empíricas de algunos hidraulófonos en los que se obstruía un chorro de agua durante un período de tiempo más largo. en una acumulación del nivel de sonido , a medida que el agua se acumula en un mecanismo de sondeo (depósito), hasta un cierto punto máximo de llenado más allá del cual el nivel de sonido alcanzó un máximo, o cayó (junto con una lenta decadencia cuando se desbloqueó un chorro de agua) . [1] Absement también se ha utilizado para modelar músculos artificiales, [6] así como para la interacción muscular real en un contexto de aptitud física. [7] Absement también se ha utilizado para modelar la postura humana. [8]
Así como el desplazamiento puede verse como un análogo mecánico de la carga eléctrica , la ausencia puede verse como un análogo mecánico de la carga integrada en el tiempo, una cantidad útil para modelar algunos tipos de elementos de memoria. [4]
Además de modelar el flujo de fluidos y el modelado lagrangiano de circuitos eléctricos, [4] la absencia se utiliza en aptitud física y kinesiología para modelar el ancho de banda muscular y como una nueva forma de entrenamiento físico. [9] [10] En este contexto, da lugar a una nueva cantidad llamada actergia , que es a la energía como la energía es a la potencia. La actergia tiene las mismas unidades que la acción (julios-segundos), pero es la integral de tiempo de la energía total (integral de tiempo del hamiltoniano en lugar de integral de tiempo del lagrangiano). Así como el desplazamiento y sus derivadas forman cinemática, también el desplazamiento y sus integrales forman "cinemática integral". [9]
Flujo de fluido en un acelerador:
La distancia recorrida por un vehículo resulta de la ausencia del acelerador. Cuanto más se abre el acelerador y cuanto más tiempo lleva abierto, más viaja el vehículo.
Los controladores PID son controladores que trabajan con una señal que es proporcional a una cantidad física (por ejemplo, desplazamiento, proporcional a la posición) y sus integrales y derivadas, definiendo así PID en el contexto de integrales y derivadas de una posición de un elemento de control en el sentido de Bratland [11]
Dependiendo del tipo de entradas del sensor, los controladores PID pueden contener ganancias proporcionales a la posición, velocidad, aceleración o la integral de tiempo de posición (absement)…
— Bratland et al.
Ejemplo de controlador PID (Bratland 2014):
La ausencia de deformación es la integral temporal de la deformación y se usa ampliamente en sistemas mecánicos y resortes:
La absencia surgió originalmente en situaciones que involucraban válvulas y flujo de fluido, para las cuales la apertura de una válvula se realizaba mediante una manija larga en forma de T, que en realidad variaba en ángulo en lugar de posición. La integral de tiempo de un ángulo se llama "angulación" y es aproximadamente igual o proporcional a la absencia para ángulos pequeños, porque el seno de un ángulo es aproximadamente igual al ángulo para ángulos pequeños. [12]
Con respecto a una variable conjugada para la ausencia, se ha propuesto la integral temporal del impulso, conocida como momento. [13] [14] [15] [16]
Esto es consistente con el tratamiento de Jeltsema de 2012 con carga y flujo como unidades base en lugar de corriente y voltaje. [17]
Por ejemplo, surge un nuevo concepto y variable de estado llamado "absement", la integral de tiempo de la deformación.
Aunque la carga integrada en el tiempo es una cantidad algo inusual en la teoría de circuitos, puede considerarse como el análogo eléctrico de una cantidad mecánica llamada ausencia.
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Medios relacionados con la absencia en Wikimedia Commons