Contenido
- ¿Qué es el movimiento armónico simple?
- ¿Qué es la amplitud de oscilación?
- Fórmula de la frecuencia de oscilación
- Tipo de frecuencia de oscilación
La oscilación es un tipo de movimiento periódico. Se dice que un movimiento es periódico si se repite después de intervalos regulares de tiempo, como el movimiento de una aguja de máquina de coser, el movimiento de las puntas de un diapasón y un cuerpo suspendido de un resorte. Si una partícula se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo del mismo camino, se dice que su movimiento es oscilatorio o vibratorio, y frecuencia Este movimiento es una de sus características físicas más importantes.
El desplazamiento de una partícula que realiza un movimiento periódico puede expresarse en términos de funciones seno y coseno. Como estas funciones se denominan funciones armónicas, el movimiento periódico también se conoce como movimiento armónico.
¿Qué es el movimiento armónico simple?
Entre todos los tipos de oscilaciones, el movimiento armónico simple (SHM) es el tipo más importante. En SHM, una fuerza de magnitud y dirección variable actúa sobre la partícula. Es importante tener en cuenta que SHM tiene aplicaciones importantes no solo en mecánica, sino también en óptica, sonido y física atómica.
Se dice que un cuerpo realiza un movimiento armónico simple lineal si
La ecuacion F = –Kx se utiliza para definir un movimiento armónico simple lineal (SHM), en el que F es la magnitud de la fuerza restauradora; X es el pequeño desplazamiento desde la posición media; y K Es la fuerza constante. El signo negativo indica que la dirección de la fuerza es opuesta a la dirección del desplazamiento.
Algunos ejemplos de movimiento armónico simple son el movimiento de un péndulo simple para oscilaciones pequeñas y un imán vibratorio en una inducción magnética uniforme.
¿Qué es la amplitud de oscilación?
Considere una partícula que realiza una oscilación a lo largo del camino QOR con O como la posición media y Q y R como sus posiciones extremas a cada lado de O. Suponga que en un instante dado de la oscilación, la partícula está en P. La distancia recorrida por la partícula desde su posición media se llama desplazamiento (X) es decir, OP = X.
El desplazamiento siempre se mide desde la posición media, cualquiera que sea el punto de partida. Por ejemplo, incluso si la partícula viaja de R a P, el desplazamiento sigue siendo X.
los amplitud (UNA) de la oscilación se define como el desplazamiento máximo (Xmax) de la partícula a cada lado de su posición media, es decir, UNA = OQ = OR. UNA siempre se toma como positivo, por lo que la fórmula de amplitud de oscilación es solo la magnitud del desplazamiento desde la posición media. La distancia QR = 2_A_ se llama longitud o extensión de la trayectoria de oscilación o trayectoria total de la partícula oscilante.
Fórmula de la frecuencia de oscilación
El período (T) de la oscilación se define como el tiempo que tarda la partícula en completar una oscilación. Tiempo después T, la partícula pasa a través de la misma posición en la misma dirección.
La definición de frecuencia de oscilación es simplemente el número de oscilaciones realizadas por la partícula en un segundo.
En T segundos, la partícula completa una oscilación.
Por lo tanto, el número de oscilaciones en un segundo, es decir, su frecuencia F, es:
f = frac {1} {T}La frecuencia de oscilación se mide en ciclos por segundo o hercios.
Tipo de frecuencia de oscilación
El oído humano es sensible a las frecuencias que se encuentran entre 20 Hz y 20,000 Hz, y las frecuencias en este rango se denominan frecuencias sónicas o audibles. Las frecuencias por encima del rango de audición humana se llaman frecuencias ultrasónicas, mientras que las frecuencias que están por debajo del rango audible se llaman frecuencias infrasónicas. Otro término muy familiar en este engaño es "supersónico". Si un cuerpo viaja más rápido que la velocidad del sonido, se dice que viaja a velocidades supersónicas.
Las frecuencias de las ondas de radio (una onda electromagnética oscilante) se expresan en kilohercios o megahercios, mientras que la luz visible tiene frecuencias en el rango de cientos de terrahercios.