¿Cómo sabemos que un objeto realiza un movimiento armónico simple?

Una partícula o sistema tiene movimiento armónico simple (m.a.s.) cuando vibra bajo la acción de fuerzas restauradoras que son proporcionales a la distancia respecto a la posición de equilibrio.

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.

Veamos algunos ejemplos de movimiento periódico armónico. 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.

El movimiento armónico se refiere al movimiento que una masa oscilante experimenta cuando la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento pero en direcciones opuestas. El movimiento armónico es periódico y puede representarse por una onda sinusoidal con amplitud y frecuencia constantes.

La constante de proporcionalidad, k , coincide con la constante elástica de la ley de Hooke. Esto nos permite conocer el valor de la fuerza restauradora para un determinado desplazamiento respecto a la posición de equilibrio a partir de la frecuencia angular del movimiento y la masa del cuerpo que oscila.

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.

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

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.

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

Para describir un movimiento oscilatorio es necesario tener en cuenta los siguientes elementos: la oscilación, el período, la frecuencia, la elongación y la amplitud.

En general, una vibración armónica se produce cuando una partícula oscila alrededor de un punto de equilibrio, de forma que su velocidad es máxima al pasar por el punto de equilibrio y nula en los extremos de la oscilación.

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.

El sonido musical o armónico puede ser definido como el sonido formado por la superposición simultánea de varios sonidos simples cuyas frecuencias son múltiplos de una frecuencia fundamental, es decir, de una frecuencia que es el máximo común divisor de todas ellas.

El movimiento de una partícula (o cuerpo rígido) se puede describir según los valores de velocidad y aceleración, que son magnitudes vectoriales. Si la aceleración es nula, da lugar a un movimiento rectilíneo uniforme y la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo.

La longitud de onda se puede calcular a partir de la velocidad y el periodo v = λ / T . v = λ / T .

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.

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.

A este cambio en la posición se le conoce como desplazamiento. La palabra desplazamiento implica que un objeto se movió, o se desplazó.

Un péndulo es un cuerpo colgado de un hilo, que puede hacer un movimiento de vaivén, como por ejemplo un columpio. El tiempo que tarda un péndulo en hacer una oscilación (ir y venir) se llama «periodo». Resulta que el periodo de un péndulo depende de la longitud del hilo y de la fuerza de la gravedad 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.

Si el péndulo se mueve en forma circular en sentido contrario a las agujas del reloj significa que el flujo de energía no se encuentra equilibrado. Si el péndulo se queda quieto, no se mueve, significa que el flujo de energía se encuentra bloqueado.

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.

Tipos de movimientos

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 .

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.

Si durante un movimiento oscilatorio, el equilibrio, periodo o amplitud variaran ya no sería estrictamente periódico.

Una partícula tiene un movimiento oscilatorio (vibratorio) cuando se mueve periódicamente alrededor de una posición de equilibrio. El movimiento de un péndulo es oscilatorio. Un peso unido a un resorte estirado comienza a oscilar cuando se suelta el resorte.