MOVIMIENTO OSCILATORIO PARTE I

Movimiento Oscilatorio: Es el movimiento de vaivén que realiza un móvil bajo la acción de una fuerza que siempre está dirigida hacia su posición de equilibrio.

Ejemplo 1. El movimiento oscilatorio de una masa m atada al ex-tremo libre de un resorte de constante elástica K conocida. Fig. 1

En (a), se tiene un resorte sin deformar, con su ex tremo libre en la posición inicial en B.

En (b), colgamos una masa m en su extremo libre.

En (c), al soltar la masa estira al resorte hasta la posición final B´, pasando por la posición central O del desplazamiento

En (d) la masa y el resorte han retornado a la posición inicial B.

Ejemplo 2. El movimiento de una pequeña masa atada al extremo de un hilo inextensible, (péndulo simple). Fig. 2

Ejemplo 3. El movimiento de una barra suspendida de un punto lejos de su Centro de Gravedad, (péndulo físico). Fig. 3

CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO OSCILATORIO

Oscilación o vibración. Es el recorrido de ida y vuelta que realiza el móvil oscilante pasando por las dos posiciones extremas.

Período ( T ). Es el tiempo que demora el móvil oscilante en realizar una oscilación completa. Se mide en segundos.

Frecuencia ( f ). Es el el número de oscilaciones que realiza el móvil oscilante en la unidad de tiempo. Se mide en Oscil/s, Vibrac/s, Ciclos/s o Hertz [ Hz ].

La frecuencia y el período se relacionan en forma inversa.

f = 1 / T

Elongación (lineal o angular). Es el desplazamiento del móvil oscilante respecto a la posición de equilibrio en cualquier instante.

El desplazamiento lineal se representa por x(t), (Fig.5), se mide en [m] y el desplazamiento angular por θ(t), (Fig.6), se mide en [rad].

Amplitud (lineal o angular). Es la máxima elongación lineal (xm = ± A) o angular (± m ) que se desplaza el móvil oscilante a uno y otro lado de la posición de equilibrio.

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE (MAS)

El MAS es el modelo más adecuado para el estudio y descripción matemática de las diversas oscilaciones periódicas que existen en la naturaleza.

ARMÓNICO SIMPLE, que consiste de una masa “m” atada al extremo libre de un resorte de constante El estudio dinámico del MAS se hace utilizando un OSCILADOR elástica “K”.

Las oscilaciones se inician cuando el resorte es estirado o comprimido una distancia x = ± A, mediante una fuerza externa F aplicada sobre m.

Al cesar la fuerza externa queda la fuerza recuperadora F´ del resorte que mueve la masa hacia la posición de equilibrio x = 0.

Por la ley de Hooke, la fuerza deformadora F es directamente proporcional a la deformación x