Subido por jorge_29z

Movimiento oscilatorio

Anuncio
El movimiento oscilatorio es un movimiento en torno a un punto de equilibrio estable. Este puede
ser simple o completo. -Los puntos de equilibrio mecánico son, en general, aquellos en los cuales
la fuerza neta que actúa sobre la partícula es cero. Si el equilibrio es estable, un desplazamiento de
la partícula con respecto a la posición de equilibrio (elongación) da lugar a la aparición de una
fuerza restauradora que devolverá la partícula hacia el punto de equilibrio. En términos de
la energía potencial, los puntos de equilibrio estable se corresponden con los mínimos de la misma.
-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.
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 siguiente
Al observar la Naturaleza nos damos cuenta de que muchos procesos físicos (por ejemplo la
rotación de la tierra en torno al eje polar) son repetitivos, sucediéndose los hechos cíclicamente
tras un intervalo de tiempo fijo. En estos casos hablamos de movimiento periódico y lo
caracterizamos mediante su período, que es el tiempo necesario para un ciclo completo del
movimiento, o su frecuencia, que representa el número de ciclos completos por unidad de tiempo.
Un caso interesante de movimiento periódico aparece cuando un sistema físico oscila alrededor
de una posición de equilibrio estable. El sistema realiza la misma trayectoria, primero en un
sentido y después en el sentido opuesto, invirtiendo el sentido de su movimiento en los dos
extremos de la trayectoria. Un ciclo completo incluye atravesar dos veces la posición de
equilibrio. La masa sujeta al extremo de un péndulo o de un resorte, la carga eléctrica almacenada
en un condensador, las cuerdas de un instrumento musical, y las moléculas de una red cristalina
son ejemplos de sistemas físicos que a menudo realizan movimiento oscilatorio.
El caso más sencillo de movimiento oscilatorio se denomina movimiento armónico simple y se
produce cuando la fuerza resultante que actúa sobre el sistema es una fuerza restauradora lineal.
El Teorema de Fourier nos da una razón de la importancia del movimiento armónico simple.
Según este teorema, cualquier clase de movimiento periódico u oscilatorio puede considerarse
como la suma de movimientos armónicos simples.
Oscilación libre
Consideremos como ejemplo de sistema que describe un movimiento armónico simple una masa
m unida al extremo de un muelle elástico de constante k, como se muestra en la figura. El otro
extremo del muelle está fijo. El movimiento horizontal de la masa puede describirse utilizando
la segunda ley de Newton: la única fuerza que actúa sobre la masa es la fuerza recuperadora del
muelle, que es proporcional y de sentido opuesto a su alargamiento x desde una posición de
equilibrio estable
Descargar