2017
REVISTA DE APRENDIZAJE FISICA I
MOVIMIENTO
OSCILATORIO
MOVIMIENTO
ARMONICO
SIMPLE
DINAMICA DEL
M.A.S
APLICACIÓN
DEL M.A.S
MOVIENTO
OSCILATORIO
Un movimiento oscilatorio se produce cuando al
trasladar un sistema de su posición de equilib
rio, una fuerza restauradora lo obliga a desplazarse
a puntos simétricos con respecto a esta posición. Se
dice que este tipo de movimiento es periódico
porque la posición y la velocidad de las partículas
en movimiento se repiten en función del tiempo.
Ejemplo:
El movimiento armónico simple
constituye un ejemplo de movimiento
oscilatorio. Se llama así al movimiento
descrito por la ecuación
x
donde:
x es la elongación
t es el tiempo
A es la amplitud o elongación máxima.
ω es la frecuencia angular
ϕ es la fase inicial
MOVIMIENTO ARMONICO
SIMPLE
El movimiento armónico simple
(MAS) es un movimiento periódico
que ocurre en ausencia de fricción
y es producido por una fuerza de
restitución
directamente proporcional al
desplazamiento y tiene una
dirección opuesta a éste.
Para describir un movimiento
oscilatorio es necesario tener en
cuenta los siguientes elementos: la
oscilación, el período, la
frecuencia, la elongación y la
amplitud.
1. La oscilación: una
oscilación o ciclo se produce
cuando un objeto, a partir de
determinada posición,
después de ocupar todas las
posibles posiciones de la
trayectoria, regresa a ella.
Por ejemplo, en la figura
anterior se produce un ciclo
cuando el objeto describe
una trayectoria AOA’OA.
2. El período: es el tiempo
que tarda un objeto en
realizar una oscilación.
Su unidad en el Sistema
Internacional (SI) es el
segundo y se representa
con la letra T.
3. La frecuencia: es el número
de ciclos que realiza un
objeto por segundo. La
frecuencia, representada por
f, se expresa en el SI en
hercios (Hz) o seg
-1
.
DINÀMICA DEL
M.A.S
Aplicando la segunda ley de Newton obtenemos la expresión de la fuerza
necesaria para que un móvil de masa m describa un M.A.S. Esta fuerza es
proporcional al desplazamiento x y de sentido contrario a éste.
Como la
fuerza F es conservativ
a. El trabajo de dicha fuerza es igual a la
diferencia entre el valor inicial y el final de la energía potencial E
p
.
La expresión de la energía potencial es
Donde c es cualquier constante. Se toma como nivel cero de la energía
potencial E
p
=0 cuando el móvil está en el origen, x=0, por lo que c=0
La energía total E, es la suma de la energía cinética E
k
y de la energía
potencial E
p
que es constante.
APLICACIÓN DEL
M.A.S
Algunas aplicaciones del péndulo son
la
medición
del tiempo, el metrónomo y la plomada.
Otra aplicación se conoce como Péndulo
de
Foucault
, el cual se emplea para evidenciar la
rotación de
la Tierra
. Se llama así en honor del físico
francés Léon
Foucault
y está formado por una gran
masa suspendida de un cable muy largo.
También sirve, puesto que un péndulo oscila en un
plano fijo, como prueba efectiva de la rotación de
la
Tierra
, aunque estuviera siempre cubierta de
nubes: En 1851 Jean Leon Foucault colgó un péndulo
de 67 metros de largo de la cúpula de los Inválidos
en Paris (latitud49º). Un recipiente que contenía
arena estaba sujeto al extremo libre; el hilo de
arena que caía del cubo mientras oscilaba el
Péndulo señalaba la trayectoria: demostró
experimentalmente que el plano de oscilación del
péndulo giraba 11º 15’ cada hora y por tanto que la
Tierra rotaba.