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El Movimiento Armónico Simple (MAS) es un fenómeno físico donde las oscilaciones siguen un patrón senoidal, con aplicaciones en tecnología y naturaleza. El péndulo simple ilustra el MAS y su transición al caos con fuerzas externas. La dinámica del MAS incluye la conservación de energía y la resonancia en oscilaciones forzadas, relevante en sistemas mecánicos y más allá.
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El análisis de las oscilaciones es esencial en la física debido a que muchos fenómenos naturales y dispositivos tecnológicos muestran un comportamiento periódico
Fuerza restauradora
El oscilador armónico se caracteriza por una fuerza restauradora proporcional al desplazamiento negativo desde la posición de equilibrio
Relación lineal
En el Movimiento Armónico Simple (MAS), la relación entre la fuerza restauradora y el desplazamiento es estrictamente lineal
La frecuencia angular y la frecuencia en un MAS son constantes que dependen de las propiedades intrínsecas del sistema, como la masa y la constante de la fuerza restauradora
El péndulo simple es un modelo de sistema oscilante compuesto por una masa puntual suspendida de un hilo inextensible y sin masa
El péndulo simple puede ejecutar un movimiento cercano al armónico simple cuando las oscilaciones son de pequeña amplitud
Al introducir una fuerza externa periódica, el comportamiento del péndulo se aleja del ideal MAS
En determinadas circunstancias, el péndulo puede mostrar una duplicación de periodo, lo que puede llevar a un comportamiento caótico
La presencia de fuerzas disipativas, como la fricción, puede provocar un comportamiento caótico en el péndulo
A pesar de estar gobernado por leyes físicas deterministas, el péndulo puede mostrar un comportamiento caótico
En el MAS, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración oscilan siguiendo patrones senoidales en función del tiempo
La ecuación del desplazamiento temporal en el MAS incluye la amplitud máxima y la fase inicial, definidas por las condiciones iniciales del oscilador
En el MAS, la energía mecánica total se mantiene constante, alternándose entre energía potencial elástica y energía cinética
La frecuencia y la frecuencia angular en el MAS se relacionan con propiedades como el momento de inercia y la constante de torsión en sistemas oscilantes rotacionales
La frecuencia y la frecuencia angular también se aplican a sistemas oscilantes rotacionales, como los péndulos físicos y torsionales
La introducción de una fuerza de amortiguamiento en un oscilador armónico conduce a un movimiento amortiguado
La naturaleza del amortiguamiento determina si el sistema es subamortiguado, críticamente amortiguado o sobreamortiguado
El tipo de amortiguamiento también afecta la eventual cesación de las oscilaciones
En una oscilación forzada, se aplica una fuerza periódica externa a un oscilador amortiguado
La amplitud de la oscilación resultante varía con la frecuencia de la fuerza aplicada
La resonancia ocurre cuando la frecuencia de la fuerza externa coincide con la frecuencia natural del sistema, provocando una amplitud máxima en la oscilación
00
En la ______, fenómenos naturales y dispositivos tecnológicos muestran un comportamiento ______.
física
periódico
01
El oscilador armónico se caracteriza por una fuerza restauradora ______ al desplazamiento ______ desde la posición de equilibrio.
proporcional
negativo
02
El Movimiento Armónico Simple (MAS) se describe con una relación ______ y produce oscilaciones de forma ______.
lineal
senoidal
