El movimiento armónico simple es un movimiento periódico, oscilatorio y vibratorio. Para deducir y establecer las ecuaciones que rigen el movimiento armónico simple (unidimensional) es necesario analizar el movimiento de la proyección, sobre un diámetro de una partícula que se mueve con movimiento circular uniforme (bidimensional). El movimiento armónico simple se puede estudiar desde diferentes puntos de vista: cinemático, dinámico y energético. Entender el movimiento armónico simple es el primer paso para comprender el resto de los tipos de vibraciones complejas. El más sencillo de los movimientos periódicos es el que realizan los cuerpos elástico.
Elementos:
1. Oscilación o vibración: es el movimiento realizado desde cualquier posición hasta regresar de nuevo a ella pasando por las posiciones intermedias.
2. Elongación: es el desplazamiento de la partícula que oscila desde la posición de equilibrio hasta cualquier posición en un instante dado.
3. Amplitud: es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento máximo a partir de la posición de equilibrio.
4. Periodo: es el tiempo requerido para realizar una oscilación o vibración completa. Se designa con la letra "t".
5. Frecuencia: es el número de oscilación o vibración realizadas en la unidad de tiempo.
6. Posición de equilibrio: es la posición en la cual no actúa ninguna fuerza neta sobre la partícula oscilante.
Ejemplos de movimiento armónico simple pueden ser:
- Una lamina fija por un extremo y haciéndola vibrar por el otro extremo. - Un sistema formado por un cuerpo suspendido de un resorte.
- El movimiento de un péndulo para desplazamientos pequeños.
- Un líquido contenido en un tubo doblado en U.- Una esferita en una superficie cóncava.
- Una cuerda tensa
periódico cuando a intervalos iguales de tiempo, todas las variables del movimiento (velocidad, aceleración, etc.) toman el mismo valor, es decir repiten los valores de las magnitudes que lo caracterizan.
oscilatorio si la trayectoria se recorre en ambas direcciones en los que la distancia del móvil al centro pasa alternativamente por un valor máximo y un mínimo. El movimiento se realiza hacia adelante y hacia atrás, es decir que va y viene, (en vaivén) sobre una misma trayectoria.
Es frecuente en la naturaleza la existencia de movimientos en los cuales la velocidad y aceleración no son constantes. Un movimiento que presenta tales características es el
movimiento vibratorio u oscilatorio. En los movimientos oscilatorios el cuerpo va de una posición extrema y regresa a la posición inicial pasando siempre por la misma trayectoria.
Algunos ejemplos de fenómenos en los que se presenta este tipo de movimiento son: el latido del corazón, el péndulo de un reloj, las vibraciones de los átomos.
de los fenómenos ondulatorios relacionados con el sonido y la luz.
Como ejemplos de movimientos vibratorios existe la vibración
de las columnas de aire de los instrumentos musicales,
la vibración de un edificio o un puente por efecto de un terremoto,
las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío,una masa
unida al extremo de un resorte, etc. Entre los infinitos tipos de
movimientos vibratorios que existen en la naturaleza el más
importante es el armónico simple.
La fuerza F recuperadora, de la cual se habla es proporcional al desplazamiento X pero de
sentido contrario a él, pudiéndose escribir que
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EXPERIMENTOS SOBRE EL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
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Utilizando de forma combinada el sensor de posición y el sensor de fuerza, se realiza un estudio dinámico que complemente al anterior . Se estudia la relación entre la fuerza y las magnitudes cinemáticas, se obtiene la constante del muelle y se estudia la influencia de factores como el tipo de muelle o la masa que cuelga de él sobre diferentes variables.
