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Conceptos teoricos de la fisica

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Movimiento armónico simple
Es un movimiento periódico, y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la
acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional a la posición,
y que queda descrito en función del tiempo por una función trigonométrica (seno o
coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función
armónica, en general sería un movimiento armónico, pero no un m.a.s.
En el caso de que la trayectoria sea rectilínea, la partícula que realiza un m.a.s.
oscila alejándose y acercándose de un
punto, situado en el centro de su trayectoria,
de tal manera que su posición en función del
tiempo con respecto a ese punto es una
sinusoide. En este movimiento, la fuerza que
actúa sobre la partícula es proporcional a su
desplazamiento respecto a dicho punto y
dirigida hacia éste.
El movimiento armónico simple es un movimiento periódico de vaivén, en el que
un cuerpo oscila de un lado al otro de su posición de equilibrio, en una dirección
determinada, y en intervalos iguales de tiempo. Por ejemplo, es el caso de un
cuerpo colgado de un muelle oscilando arriba y abajo. El objeto oscila alrededor
de la posición de equilibrio cuando se le separa de ella y se le deja en libertad. En
este caso el cuerpo sube y baja.
Es también, el movimiento que realiza cada uno de los puntos de la cuerda de una
guitarra cuando esta entra en vibración; pero, pongamos atención, no es el
movimiento de la cuerda, sino el movimiento individual de cada uno de los puntos
que podemos definir en la cuerda. El movimiento de la cuerda, un movimiento
ondulatorio, es el resultado del movimiento global y simultáneo de todos los puntos
de la cuerda.
Dinámica
La dinámica es la rama de la física que describe la evolución en el tiempo de un
sistema físico en relación con los motivos o causas que provocan los cambios de
estado físico y/o estado de movimiento. El
objetivo de la dinámica es describir los
factores capaces de producir alteraciones de
un sistema físico, cuantificarlos y plantear
ecuaciones de movimiento o ecuaciones de
evolución para dicho sistema de operación.
El estudio de la dinámica es prominente en
los sistemas mecánicos; pero también en la
termodinámica y electrodinámica.
En este artículo se describen los aspectos principales de la dinámica en sistemas
mecánicos, y se reserva para otros artículos el estudio de la dinámica en sistemas
no mecánicos, trabajo y energía
En otros ámbitos científicos, como la economía o la biología, también es común
hablar de dinámica en un sentido similar al de la física, para referirse a las
características de la evolución a lo largo del tiempo del estado de un determinado
sistema.
En física existen dos tipos importantes de sistemas
físicos los sistemas finitos de partículas y los campos.
La evolución en el tiempo de los primeros pueden ser
descritos por un conjunto finito de ecuaciones
diferenciales ordinarias, razón por la cual se dice que
tienen un número finito de grados de libertad. En
cambio la evolución en el tiempo de los campos
requiere un conjunto de ecuaciones complejas.
En derivadas parciales, y en cierto sentido informal se comportan como un sistema
de partículas con un número infinito de grados de libertad.
La mayoría de sistemas mecánicos son del primer tipo, aunque también existen
sistemas de tipo mecánico que son descritos de modo más sencillo como campos,
como sucede con los fluidos o los sólidos deformables.
También sucede que algunos sistemas mecánicos formados idealmente por un
número infinito de puntos materiales, como los sólidos rígidos pueden ser
descritos mediante un número finito de grados de libertad.
Aplicaciones
Por eso para buscar ejemplos de uso del movimiento armónico simple nos basta
con buscar elementos que oscilen en una dimensión. Luego de estos ejemplos
algunos se amoldarán más a un movimiento armónico simple y otros lo harán
peor.
Generalmente los movimientos oscilatorios se pueden obtener ante perturbaciones
de un sistema en equilibrio. (Perturbar sería sacar al sistema de su estado de
equilibrio).
Un ejemplo clásico de movimiento armónico simple es el movimiento que
describiría una sombra generada por un punto de una rueda que esté girando si la
sombra se mueve por una línea recta y la fuente de luz es muy lejana.
Otro ejemplo clásico es el movimiento que describe un objeto suspendido de un
muelle cuando se le saca del estado de equilibrio y en ausencia de rozamientos.
El movimiento en vertical que realizaría la punta de la aguja de un tocadiscos (el
típico con el disco horizontal). Cuando se está reproduciendo una "nota pura" (de
una frecuencia concreta).
Otro ejemplo más sofisticado es la proyección sobre una linea horizontal del
extremo de un péndulo. Realmente no describe un movimiento armónico simple
pero si uno muy aproximado. Tanto más aproximado cuanto más pequeña es la
amplitud de la oscilación del péndulo.
El movimiento en vertical de un objeto flotante sobre la superficie del agua es un
ejemplo similar al péndulo. El que la aproximación sea mejor o peor depende de si
hay ondas en el agua (similar al caso del tocadiscos) o si el objeto reacciona ante
una perturbación (similar al muelle o el péndulo, y dependiente de la geometría del
objeto, entre otros).