Movimiento Vibratorio

Movimiento Vibratorio
1. Movimiento periódico
Hay cuerpos que se mueven sin cesar siguiendo la misma trayectoria y reproduciendo rítmicamente su movimiento a intervalos regulares de tiempo.
La Tierra en su rotación diaria y en su viaje alrededor del Sol, las manecillas de un reloj, las piezas de un telar, el péndulo, son cuerpos que describen movimientos cuyas magnitudes características serepiten regularmente.

Las manecillas de un reloj describen un movimiento periodico
Figura 1
Un movimiento es periódico cuando las coordenadas de posición, la velocidad, la aceleración, etc., varían indefinidamente, adoptando una determinada sucesión de valores y que se repiten siempre en el mismo orden transcurrido un determinado tiempo fijo.
Los elementos del movimiento periódico son:· Ciclo : una vuelta u oscilación completa realizada por el pto. móvil.
· Periodo : T es el tiempo empleado en un ciclo, se mide en segundos.
· Frecuencia : n es el nº de ciclos dados en un seg. [ n ] : T-1
Se mide en ciclos/s o Hercios (Hz)
1 K Hz = 103 Hz
1 M Hz = 106 Hz

El periodo y la frecuencia son magnitudes inversas.

1.1. Movimiento oscilatorio
Hay movimientos periódicos cuyatrayectoria es una curva cerrada, como el de la Tierra alrededor del Sol, y otros en los que la partícula pasa alternativamente de un lado a otro de la posición de equilibrio, como el de un péndulo.
A los movimientos periódicos en los que el sentido del movimiento cambia bruscamente se les llama oscilatorios.
En estos movimientos, la posición del móvil pasa alternativamente por un máximo y un mínimorespecto a un origen. El mecanismo biela-manivela o el émbolo de un motor de explosión oscilan en torno a la posición central.

El péndulo de un reloj describe un movimiento oscilatorio
Figura 2
A la distancia que en un instante separa al punto oscilante de la posición de equilibrio se la llama elongación (x en la figura). Y a la máxima elongación o máxima distancia que en un instante separa al punto oscilante de la posición de equilibrio se la llama amplitud (A en la figura).



Figura 3
2. Movimiento vibratorio armónico simple
Una partícula describe un movimiento vibratorio armónico cuando recorre indefinidamente, en un movimiento de vaivén, un segmento de recta y es solicitada, en cada instante, hacia el centro de la trayectoria por una fuerza proporcional a la distancia ala que se encuentre del citado centro.
Al ser el módulo de la fuerza que actúa sobre la partícula variable, la aceleración, con la que se mueve, también lo es.
Al dejar caer una bola de acero sobre una superficie rígida, si el choque es perfectamente elástico, la bola describe repetidamente la misma trayectoria; pero su movimiento no es vibratorio, es oscilatorio. En todos los puntos de latrayectoria, la fuerza y la aceleración son constantes.

Los botes de una pelota no son vibraciones, pues la fuerza y aceleración son constantes en toda la trayectoria

Las oscilaciones de un muelle si describen un movimiento vibratorio armónico pues fuerza y aceleración son variables y proporcionales a la distancia al centro de oscilación
Figura 4

En resumen:
Periódico: las magnitudes serepiten indefinidamente en el mismo orden.
Oscilatorio: periódico cuando su trayectoria es un segmento.
Vibratorio: periódico y oscilatorio en el que la fuerza es proporcional a la distancia al origen.


3. Movimiento armónico simple (m.a.s.): descripción y magnitudes características (elongación, pulsación, periodo, amplitud, frecuencia, fase y fase inicial)
El movimiento vibratorio yperiódico más sencillo es el que conocemos por: Movimiento vibratorio armónico simple o movimiento armónico simple (MAS) se llama así porque se puede expresar mediante funciones armónicas, como son el seno y coseno, de una sóla variable. Son unidimensionales.

Para estudiar este movimiento debemos fijarnos en la figura 5, representa el movimiento de dos ptos.:

P que realiza un M.C.U. y Q cuyas...