Es
un movimiento periódico, oscilatorio y vibratorio en ausencia de
fricción,
se originan cuando un cuerpo se separa de su posición de equilibrio.
Un cuerpo oscila cuando se mueve periódicamente respecto a su posición de
equilibrio. El movimiento armónico simple es el más importante de los
movimientos oscilatorios, pues constituye una buena aproximación a muchas de
las oscilaciones que se dan en la naturaleza y es muy sencillo de describir
matemáticamente. Se llama armónico porque la ecuación que lo define es función
del seno o del coseno. Por ejemplo:el de una partícula de una cuerda de
guitarra en vibración, o un resorte que se ha comprimido o estirado
Evolución en el
tiempo del desplazamiento, la velocidad y la aceleración en un movimiento
armónico simple
En un desplazamiento a lo largo del eje Ox,
tomando el origen O en la posición de equilibrio, esta fuerza es tal que
es constante positiva.
es la elongación.
El signo negativo indica que en todo
momento la fuerza que actúa sobre la partícula está dirigida hacía la posición
de equilibrio; esto es, en dirección contraria a su elongación (la
"atrae" hacia la posición de equilibrio).
El movimiento armónico simple se define
en una ecuación diferencial
Es la elongación o desplazamiento respecto al punto de equilibrio
Es la amplitud del movimiento (elongación máxima)
Es la frecuencia
angular
Es el tiempo
Es la fase inicial e
indica el estado de oscilación o vibración (o fase) en el instante t = 0 de la partícula
que oscila.
la frecuencia de
oscilación es
Y por lo tanto el periodo es
Amplitud y fase inicial
La amplitud
y la fase inicial
se pueden calcular a partir de las condiciones iniciales del movimiento,
esto es de los valores de la elongación
y de la velocidad
inicial
a)
b)
Velocidad
La velocidad
instantánea de un punto
material que ejecuta un movimiento armónico simple se obtiene por lo tanto
derivando la posición respecto al tiempo:
Aceleración:
La aceleración es la
variación de la velocidad del movimiento respecto al tiempo de espera y se
obtiene por lo tanto derivado la ecuación de la velocidad respecto al tiempo de
encuentro: