Movimiento oscilatorio
Este artículo se ha escrito para dar un breve y buen concepto sobre el movimiento oscilatorio, el movimiento armónico simple (SHM) y algunos ejemplos. En nuestra vida diaria nos encontramos con diferentes cosas en las que vemos que estos fenómenos tienen lugar, así que vamos a repasar estos temas.
El movimiento oscilatorio se puede denominar como el movimiento repetido en el que un objeto repite el mismo movimiento una y otra vez. En ausencia de fricción, el movimiento oscilatorio continuaría para siempre; pero en el mundo real, el sistema acaba alcanzando el equilibrio. El movimiento oscilatorio puede encontrarse en todo el mundo físico en diferentes casos, desde la oscilación del núcleo de uranio antes de su fisión hasta las moléculas de dióxido de carbono que oscilan en el universo, absorbiendo y contribuyendo al calentamiento global. Los edificios y los puentes sufren movimientos oscilatorios, a veces con resultados desastrosos. Incluso las estrellas oscilan. Las ondas -desde el sonido hasta las olas del océano, pasando por las ondas sísmicas en la tierra sólida- implican, en última instancia, un movimiento oscilatorio.
En la figura 1.1 podemos ver dos cantidades que describen el movimiento oscilatorio; la amplitud es el desplazamiento máximo desde el equilibrio, y el periodo es el tiempo que tarda el movimiento en repetirse. La otra forma de expresar los aspectos temporales es la frecuencia, o número de ciclos de oscilación por unidad de tiempo. La frecuencia f y el periodo T son formas complementarias de transmitir la misma información, y matemáticamente son inversas:
f=(1/T)
fig 1.1
La frecuencia se mide en hertzios (Hz), y un hertzio equivale a un ciclo de oscilación por segundo.
Movimiento armónico simple (SHM)
Cuando hablamos de onda, tenemos movimiento armónico simple. El movimiento armónico simple es un tipo de movimiento oscilatorio. Un movimiento armónico simple tiene tres cosas, básicamente: El movimiento siempre vuelve al equilibrio, sigue la misma trayectoria y oscila alrededor del equilibrio. El movimiento armónico simple resulta cuando la fuerza o el par que tiende a restablecer el equilibrio es directamente proporcional al desplazamiento desde el equilibrio es directamente proporcional al desplazamiento desde el equilibrio. En la figura 1.2, una masa m sobre un muelle de constante de muelle k tiene una frecuencia angular:
ω=√(k/m),
donde k= constante de muelle
m=masa de un objeto
figura 1.2 Una masa unida a un muelle sufre SHM
Podemos encontrar el uso del movimiento oscilatorio y del SHM en diferentes campos, desde un simple péndulo a un sismógrafo, desde cuerdas elásticas a gomas, para amortiguar y muchos otros campos. El movimiento oscilatorio y el SHM están interrelacionados y son temas importantes en las ondas y la oscilación.