Movimiento Armónico Simple

Movimiento Armónico Simple
En la siguiente actividad experimental estudiarás un movimiento periódico de especial
importancia en Física; el movimiento armónico simple (M.A.S.), un movimiento oscilatorio
para el cual la coordenada que representa la posición en función del tiempo está dada por la
siguiente ecuación:
1) x  A.sen(.t   )
Donde A,  y  son las constantes del movimiento.
En general x se mide sobre una recta (una de las características es que el movimiento es
rectilíneo).
Para lograr que un objeto describa un movimiento armónico simple, la fuerza neta a la que
esté sometido debe ser de la forma:
2) F   K .x
x es la posición que se mide respecto de la posición de equilibrio, K es una constante; y el
signo de menos indica que el vector posición y el vector fuerza son siempre opuestos.
La expresión anterior puede escribirse, utilizando la segunda ley de Newton, como:
3)m.a  k.x
4) a  
k
.x
m
La expresión 1 es una solución de éstas últimas; y la constante  depende del cociente k/m
EJEMPLOS DE M.A.S.
A) Describe un M.A.S. un objeto en el extremo de un resorte dispuesto
horizontalmente, sometido únicamente a la acción de la fuerza elástica.
B) También vale el ejemplo si el resorte se dispone vertical, con la diferencia que sobre la
masa también actúa la fuerza peso.
C) Un péndulo largo que describe pequeñas oscilaciones.
USTED DEBE RECURRIR A UN TEXTO DE FISICA PARA:
1) Justificar en función de las fuerzas actuantes los ejemplos A, B, y C, en especial el
ejemplo C. Observa con atención las aproximaciones que se hacen para considerar M.A.S.
el movimiento de un péndulo.
2) Explicar el significado físico de los siguientes términos: RADIÁN, PERÍODO,
FRECUENCIA, AMPLITUD, ANGULO DE FASE.
3)Escribir e interpretar las ecuaciones correspondientes a la velocidad y a la aceleración en
función del tiempo.
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL
Verificaremos las afirmaciones que siguen respecto de la oscilación de un péndulo simple.
1. “El período de oscilación es independiente de la amplitud de la misma”
2. “El período de oscilación es independiente de la masa oscilante”
3. “El período de oscilación del péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada
del cociente entre la longitud y la aceleración gravitatoria”
l
T  2.
g
donde g = 9,81 m/s2