El movimiento oscilatorio y armónico simple es esencial en la física, con aplicaciones que van desde relojes hasta sistemas de comunicación. Las leyes de Hooke y las fórmulas para calcular el período y la frecuencia de oscilaciones son cruciales para entender estos fenómenos. Los péndulos y las ondas mecánicas, como el sonido y los tsunamis, demuestran la importancia de las oscilaciones y ondas en la naturaleza y la tecnología.
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El movimiento oscilatorio es aquel en el que un objeto se mueve repetitivamente alrededor de un punto central
Características del M.A.S
El M.A.S. es un movimiento periódico y sinusoidal que sigue una función matemática de seno o coseno en función del tiempo
Fuerza restauradora en el M.A.S
En el M.A.S., la fuerza restauradora es proporcional a la distancia desde la posición de equilibrio y actúa en dirección opuesta a la desviación
El movimiento oscilatorio es fundamental en el estudio de sistemas físicos y en la comprensión de fenómenos naturales y tecnológicos
La oscilación simple es el movimiento de ida o vuelta desde la posición de equilibrio hasta un punto extremo
La oscilación completa comprende el viaje de ida y vuelta
Período
El período es la duración de una oscilación completa y se mide en segundos
Frecuencia
La frecuencia es el número de oscilaciones completas por segundo y se mide en hertz (Hz)
Elongación
La elongación es la distancia instantánea desde la posición de equilibrio hasta la posición actual del objeto
Amplitud
La amplitud es la máxima elongación que el objeto alcanza desde el equilibrio
La Ley de Hooke establece que la fuerza aplicada para deformar un resorte es proporcional a la elongación del mismo
El período de un M.A.S. se calcula a partir de la masa del objeto y la constante del resorte
La velocidad y la aceleración en el M.A.S. varían con el tiempo y se pueden expresar mediante ecuaciones que incluyen la amplitud, la frecuencia angular y la fase inicial
La combinación de resortes altera la constante de resorte total del sistema, modificando así el período y la frecuencia de las oscilaciones
El péndulo simple es un modelo idealizado que consiste en una masa puntual suspendida de un hilo inextensible y sin masa
El período de un péndulo simple es independiente de la masa del objeto y está dado por la fórmula T=2π√(l/g)
Los péndulos simples han tenido aplicaciones históricas en la medición del tiempo y en experimentos para determinar la aceleración de la gravedad
Las ondas son fenómenos que implican la transferencia de energía a través de un medio sin que haya un transporte neto de materia
Ondas longitudinales
Las ondas longitudinales tienen partículas que vibran paralelamente a la dirección de propagación
Ondas transversales
En las ondas transversales, la vibración es perpendicular a la dirección de propagación
Ondas mecánicas y electromagnéticas
Las ondas mecánicas necesitan un medio para propagarse, mientras que las ondas electromagnéticas pueden viajar a través del vacío
Dimensión de la propagación
Las ondas pueden ser unidimensionales, bidimensionales o tridimensionales
Período
El período es la duración de una oscilación completa y se mide en segundos
Frecuencia
La frecuencia es el número de oscilaciones completas por segundo y se mide en hertz (Hz)
Longitud de onda
La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o valles consecutivos
Amplitud
La amplitud es la máxima distancia que las partículas del medio se desplazan desde su posición de equilibrio
La velocidad de propagación de una onda transversal en una cuerda se determina por la tensión en la cuerda y la densidad lineal de masa
La amplitud de una onda está relacionada con la energía que la onda transporta
El sonido y las olas en el agua son ejemplos de ondas mecánicas que pueden transportar energía a grandes distancias
Los tsunamis son ondas mecánicas con un gran potencial destructivo causados por perturbaciones submarinas
Las ondas ultrasónicas se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la medicina hasta la comunicación con dispositivos de alta frecuencia
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Características del M.A.S.
Periódico, sinusoidal, fuerza restauradora proporcional a la distancia.
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Función matemática del M.A.S.
Sigue una función de seno o coseno en función del tiempo.
02
Ejemplo de sistema en M.A.S.
Sistema masa-resorte ideal sin fricción ni resistencia del aire.
