¿Cómo identificar un movimiento armónico simple?

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 desplazamiento como función del tiempo es proporcional a la amplitud y al coseno de ‍ multiplicado por la frecuencia y el tiempo.

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE. 1) Movimiento periódico. Movimiento oscilatorio. Movimiento vibratorio.

Muchos fenómenos como péndulo, vibraciones en tubos y cuerdas, ondas sonoras, oscilaciones de las corrientes en los aparatos de radio y televisión, vibraciones de estructuras (puentes, edificios,…), etc., son objeto de aplicación del estudio del movimiento armónico simple.

Un objeto es un oscilador armónico simple cuando la fuerza de restitución es directamente proporcional al desplazamiento. Por lo tanto, los péndulos simples son osciladores armónicos simples para ángulos de desplazamiento pequeños.

-Un movimiento oscilatorio se produce cuando al trasladar un sistema de su posición de equilibrio, una fuerza restauradora lo obliga a desplazarse a puntos simétricos con respecto a esta posición.

El movimiento armónico simple (por brevedad lo llamaremos simplemente M.A.S) es el más importante de los movimientos oscilatorios periódicos ya que es el más sencillo de analizar y constituye una descripción bastante precisa de muchas oscilaciones que se presentan en la naturaleza.

El movimiento ondulatorio se parece al movimiento armónico simple, de manera que cada partícula del medio realiza oscilaciones cambiando su energía cinética a potencial y viceversa, respecto a una posición de equilibrio.

Un péndulo simple es un sistema mecánico, constituido por una masa puntual, suspendida de un hilo inextensible y sin peso. Cuando se separa hacia un lado de su posición de equilibrio y se le suelta, el péndulo oscila en un plano vertical bajo la influencia de la gravedad. El movimiento es periódico y oscilatorio.

es el número de oscilaciones o vueltas por segundo que se realizan.

Movimiento Armonico Simple

Uso en la vida diaria: En nuestra vida cotidiana con frecuencia se puede observar que existe otro tipo de movimiento, por ejemplo: el péndulo del reloj de tu casa, una sierra eléctrica o un cepillo de dientes eléctrico.

Sólo existe energía cinética y se mantiene constante. La energía mecánica se mantiene constante. La velocidad con que se mueve el cuerpo: Es proporcional a la elongación.

Galileo Galilei estudió muy bien este fenómeno. Para ello se ayudó de un péndulo, aparato que consta de un hilo y de una esfera u otro cuerpo que esta suspendido de él y oscila libremente. Con sus experimentos Galileo descubrió los principios básicos del MAS.

Una silla mecedora que se mueve hacia delante y hacia atrás, mientras vuelve a su posición inicial a intervalos de tiempo iguales. Una masa sobre un muelle que oscila alrededor de la posición de equilibrio a intervalos de tiempo iguales. Un muelle que oscila longitudinalmente a los mismos intervalos de tiempo.

En cuanto al péndulo simple, la fuerza restauradora del péndulo físico es la fuerza de la gravedad. En el péndulo simple la fuerza de gravedad actúa sobre el centro de la masa pendular.

El péndulo es una forma de movimiento oscilatorio, si las oscilaciones son pequeñas el péndulo realizará un movimiento Armónico Simple.

En el movimiento armónico simple, la aceleración del sistema, y por tanto la fuerza neta, es proporcional al desplazamiento y actúa en sentido contrario a este.

OSCILACIONES AMORTIGUADAS: En todo movimiento oscilante real se disipa energía mecánica debido a algún tipo de rozamiento. Cuando consideramos esta disminución de energía llamamos al oscilador 'amortiguado'.

Los movimientos oscilatorios son los periódicos que poseen puntos de retorno (velocidad nula) y un punto de equilibrio (aceleración nula). Ej. - Bola rodando dentro de una cavidad semiesférica. Algunos movimientos de vaivén pueden ser periódicos con puntos de retorno pero sin un punto de equilibrio.

En la expresión X = A cos ω. t, demuestra que si t= 0, la elongación es máxima porque coseno de 0 es igual a 1(cos0=1) y multiplicado por la amplitud da la misma amplitud .

Cuando la fuente que produce la perturbación describe un movimiento armónico simple la onda generada se denomina onda armónica. Muchos fenómenos físicos pueden ser descritos por estas ondas, además cualquier movimiento ondulatorio puede expresarse como superposición de ondas armónicas (Teorema de Fourier).

Ejemplos de ondas armónicas: onda que se propaga en el agua, ondas sonoras, ondas en una cuerda.

Los armónicos son uno de los parámetros que generan el timbre característico de una fuente de sonido (ya sea una voz humana, un instrumento musical, etc.). Son, junto con los formantes y la amplitud de la onda los que permiten diferenciar un tipo de instrumento de otro, o reconocer el timbre de la voz de una persona.

Debido a la relación entre el periodo T y la aceleración de la gravedad g , el péndulo simple es un dispositivo preciso y adecuado para medir la aceleración de la gravedad, puesto que la longitud y el periodo pueden medirse fácilmente.

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.

Si desplazamos el cuerpo desde su posición de equilibrio y luego lo soltamos, el péndulo oscilará en un plano vertical bajo la acción de la fuerza gravitatoria y la tensión que lo sostiene al soporte.

¿Cuál es la diferencia entre la frecuencia y la frecuencia angular? Las unidades de frecuencia son los ciclos por segundo, mientras que las de la frecuencia o velocidad angular son radianes por segundo.