¿Alguna vez ha visto movimiento en un péndulo o resorte? Los dos movimientos que observa se clasifican como movimientos armónicos simples. Es un movimiento de ida y vuelta alrededor del punto de equilibrio. Si prestas atención, el péndulo tiene un punto de equilibrio en el medio, porque aunque su velocidad disminuye, el péndulo todavía se moverá alrededor del punto de equilibrio.
El movimiento armónico simple tiene una amplitud (desviación máxima) y una frecuencia fijas. Este movimiento es periódico. Cada movimiento ocurrirá repetida y regularmente en el mismo intervalo de tiempo.
En el movimiento armónico simple, la fuerza resultante tiene la misma dirección, es decir, hacia el punto de equilibrio. Esta fuerza se llama fuerza restauradora. La cantidad de fuerza de restauración es directamente proporcional a la posición del objeto hacia el punto de equilibrio.
Algunas de las características de este movimiento incluyen un gráfico de la posición de la partícula en función del tiempo en forma de seno o coseno. Este movimiento también se puede ver a partir de la ecuación de desviación, ecuación de velocidad, ecuación de velocidad y ecuación de energía del movimiento en cuestión.
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Según estas características, el movimiento armónico simple tiene desviación, velocidad, aceleración y energía.
Desviación
La desviación armónica simple se puede considerar como la proyección de partículas que se mueven en círculos regulares sobre el diámetro del círculo. En general, la ecuación de desviación en este movimiento es la siguiente.
y = desviación de vibraciones (m)
ω = velocidad angular (rad / s)
T = período (s)
f = frecuencia (Hz)
t = tiempo de viaje (s)
A = amplitud / desviación máxima (m)
Velocidad
La velocidad es la primera derivada de la posición. En el movimiento armónico simple, la velocidad se obtiene a partir de la primera derivada de la ecuación de desviación. La ecuación de velocidad se puede describir como sigue.
Aceleración
La aceleración de un objeto en movimiento armónico simple se puede obtener a partir de la primera derivada de la ecuación de velocidad o la segunda derivada de la ecuación de desviación. La ecuación de aceleración se puede obtener de la siguiente manera.
La desviación máxima tiene un valor igual a la amplitud (y = A), por lo que la aceleración máxima es am = - Aw
Energía
La ecuación de energía en movimiento armónico simple incluye energía cinética, energía potencial y energía mecánica. La energía cinética del objeto se puede formular de la siguiente manera.
La energía potencial del objeto se puede formular de la siguiente manera.
Mientras tanto, la energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial.
k = valor fijo (N / m)
ω = velocidad angular (rad / s)
A = amplitud (m)
t = tiempo de viaje (s)
La cantidad de energía potencial y energía cinética de un objeto que mueve armónicos simples siempre es fija.
