Movimiento armónico simple frente a movimiento periódico
Los movimientos periódicos y los movimientos armónicos simples son dos tipos de movimientos muy importantes en el estudio de la física. Un movimiento armónico simple es un buen modelo para comprender los movimientos periódicos complejos. Este artículo explicará qué son el movimiento periódico y el movimiento armónico simple, sus aplicaciones, similitudes y finalmente sus diferencias.
Movimiento periódico
Un movimiento periódico puede considerarse como cualquier movimiento que se repite en un período de tiempo fijo. Un planeta que gira alrededor del sol es un movimiento periódico. Un satélite que orbita alrededor de la tierra es un movimiento periódico, incluso el movimiento de una bola de equilibrio es un movimiento periódico. La mayoría de los movimientos periódicos que encontramos son circulares o semicirculares. Un movimiento periódico tiene una frecuencia. La frecuencia significa qué tan "frecuente" ocurre el evento. Para simplificar, tomamos la frecuencia como las ocurrencias por segundo. Los movimientos periódicos pueden ser uniformes o no uniformes. Un movimiento periódico uniforme puede tener una velocidad angular uniforme. Funciones como la modulación de amplitud pueden tener periodos dobles. Son funciones periódicas encapsuladas en otras funciones periódicas. El inverso de la frecuencia del movimiento periódico da el tiempo de un período. Los movimientos armónicos simples y los movimientos armónicos amortiguados también son movimientos periódicos.
Movimiento armónico simple
El movimiento armónico simple se define como un movimiento que toma la forma de a=– (ω2) x, donde “a” es la aceleración y “x” es la desplazamiento del punto de equilibrio. El término ω es una constante. Un movimiento armónico simple requiere una fuerza restauradora. La fuerza restauradora puede ser un resorte, una fuerza gravitacional, una fuerza magnética o una fuerza eléctrica. Una oscilación armónica simple no emitirá ninguna energía. La energía mecánica total del sistema se conserva. Si no se aplica la conservación, el sistema será un sistema armónico amortiguado. Hay muchas aplicaciones importantes de las oscilaciones armónicas simples. Un reloj de péndulo es uno de los mejores sistemas armónicos simples disponibles. Se puede demostrar que el período de la oscilación no depende de la masa del péndulo. Si factores externos como la resistencia del aire afectan el movimiento, eventualmente se amortiguará y se detendrá. Una situación de la vida real es siempre una oscilación amortiguada. El sistema de masa de resorte también es un buen ejemplo para la oscilación armónica simple. La fuerza creada por la elasticidad del resorte actúa como fuerza restauradora en este escenario. El movimiento armónico simple también se puede tomar como la proyección de un movimiento circular con una velocidad angular constante. En el punto de equilibrio, la energía cinética del sistema se vuelve máxima, y en el punto de inflexión, la energía potencial se vuelve máxima y la energía cinética se vuelve cero.
¿Cuál es la diferencia entre el movimiento periódico y el movimiento armónico simple?
• El movimiento armónico simple es un caso especial de movimiento periódico.
• El movimiento armónico simple requiere una fuerza restauradora, pero puede haber movimientos periódicos sin fuerzas restauradoras.
• Un movimiento armónico simple conserva su energía mecánica total, pero un sistema periódico no necesariamente tiene que hacerlo así.
