Movimiento Armónico Simple
Características
El Movimiento Armónico Simple (M.A.S.) es un movimiento periódico en el que un objeto vibra alrededor de un punto de equilibrio, repitiendo sus valores de posición, velocidad y aceleración después de un intervalo de tiempo constante llamado periodo (T).
Ejemplos de M.A.S. incluyen un resorte, una máquina de coser y un martillo eléctrico.
Magnitudes Características
- Punto de equilibrio: Punto medio entre las posiciones extremas alcanzadas por el objeto.
- Elongación (x): Distancia del objeto al punto de equilibrio.
- Amplitud (A): Elongación máxima.
- Periodo (T): Tiempo para completar un ciclo completo.
- Frecuencia (f): Inversa del periodo, indica el número de ciclos por segundo (Hz).
- Velocidad angular (ω): Velocidad con la que el objeto se desplaza en radianes por segundo.
- Desfase o fase inicial: Posición inicial del objeto en radianes (t = 0).
Ecuación del M.A.S.
La ecuación del M.A.S. permite determinar la posición del objeto en cualquier instante:
x = A cos(ωt + φ)Cinemática del M.A.S.
Velocidad:
v = -Aω sin(ωt + φ)Aceleración:
a = -Aω² cos(ωt + φ)Movimiento Ondulatorio
Características
Un Movimiento Ondulatorio es una forma de transmisión de energía sin transporte neto de materia. Se propaga mediante una perturbación llamada onda.
Elementos Comunes
- Perturbación inicial
- Transmisión de energía a través de un medio
- Retraso entre la perturbación inicial y su llegada a puntos más lejanos
Tipos de Ondas
Según el medio de propagación:
- Ondas mecánicas: Necesitan un medio material (por ejemplo, sonido).
- Ondas electromagnéticas: Pueden propagarse en el vacío (por ejemplo, luz).
Según la dirección de vibración:
- Ondas transversales: Vibración perpendicular a la dirección de propagación (por ejemplo, cuerda, luz).
- Ondas longitudinales: Vibración paralela a la dirección de propagación (por ejemplo, sonido).
Según las dimensiones de propagación:
- Ondas unidireccionales: Se propagan en una dirección (por ejemplo, cuerda).
- Ondas bidireccionales: Se propagan en una superficie (por ejemplo, agua).
- Ondas tridimensionales: Se propagan en tres direcciones (por ejemplo, sonido).
Función de Onda
en una dimensión es una expresión mediante la cual es posible conocer el estado de vibración de cualquier punto del medio en el que se propaga la onda en cualquier instante. La función explica el retardo que sufre en su vibración cualquier punto respecto al foco emisor. La ecuación es la siguiente:(ecuacion). Mediante esta expresión podemos conocer la función del m.a.s. que realiza un punto alejado x metros del
foco. Además fijando el tiempo es posible ver el estado de vibración de todos los puntos de la onda en ese instante.
La velocidad de propagación es la velocidad a laque se propaga el movimiento ondulatorio. Su valor es el cociente entre la longitud de onda y su
período. Indica los metros que recorre la onda en 1 segundo (m/s).
El periodo es el tiempo que tarda la onda en avanzar una longitud de onda (s).
Los puntos más altos de la onda se denominan crestas y los valores mínimos, valles. La amplitud es la distancia vertical entre una cresta o un valle y el punto medio de la onda (m).
La elongación es la distancia que hay entre la posición de un punto de la onda y la posición de equilibrio (m).
La frecuencia es el número de veces que se repite dicha vibración en cada segundo (Hz).
La longitud de onda es la distancia mínima entre dos puntos consecutivos que se hallan en el mismo estado de vibración (m) (por tanto, que se encuentran en fase).