ondas

Capítulo

9

OSCILACIONES Y
ONDAS MECÁNICAS
MOVIMIENTO OSCILA
TORIO
OSCILATORIO
Es aquel movimiento en el cual el cuerpo se mueve hacía uno y otro
lado respecto a una posición de equilibrio, o decir efectúa un movimiento de vaivén.

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE (M.A.S.)
Es aquel movimiento oscilatorio que se repite en intervalos iguales
de tiempo y además se realiza en una trayectoriacon tendencia a la
línea recta.
Ilustración

Se muestra una masa sujeta a
un resorte sin estirar (posición
de equilibrio).

Una fuerza deformadora (FD )
estira el resorte hasta su posición extrema.

Cuando se suelta el bloque, éste
regresa a su posición de equilibrio e incluso lo sobrepasa hasta llegar a la otra posición extrema, gracias a la fuerza del resorte: Fuerza Recuperadora(FR ).

Jorge Mendoza Dueñas

214

CONCEPTOS IMPORTANTES

FD = Kx
FD : fuerza deformadora
K : constante propio del resorte (N/m)
x : elongación (deformación)

B)

A)

Oscilación Simple.- Es el movimiento que
realiza un cuerpo al ir de una posición extrema hasta la otra (ABCD).

B)

Oscilación Doble o Completa.- Es el movimiento que realiza un cuerpo en ir de una
posiciónextrema a la otra y luego regresar
a la primera (ABCDCBA).

C)

T = 2π

C)

Período (T).- Es el tiempo que emplea un

Frecuencia (f).- Es el número de oscilaciones completas que realiza un cuerpo en cada
unidad de tiempo (f = 1/T).

E)

F)

T : período
m : masa del bloque
K : constante del resorte

2π 2 2
A −x
T

Aceleración (a):
a=±

Elongación (x).- Es la distanciaexistente

4 π2
x
T2

bg

entre la posición de equilibrio y el cuerpo
en un instante cualquiera.

ASOCIACIÓN DE RESORTES

Amplitud (A).- Es la distancia existente en-

A)

tre la posición de equilibrio y cualquiera
de las posiciones extremas.

EXPRESIONES MATEMÁTICAS
IMPORTANTES
A)

D)

m
K

Velocidad (v):
v=

cuerpo en realizar una oscilación completa.

D)

Períodode Oscilación: ( T = t1 + t2)

Ley de Hooke.- “La fuerza deformadora es directamente proporcional a la deformación”

Resortes en Serie.- Un sistema de resortes
está en serie cuando la deformación del resorte equivalente es igual a la suma de las deformaciones de cada resorte. En este caso, la
fuerza en cada resorte será la misma.

Oscilaciones y Ondas Mecánicas

215

1
1 1 1
=
+ +K E K1 K 2 K 3

B)

Resortes en Paralelo.- Un sistema de resortes está en paralelo cuando ellos tienen la
misma deformación.

T = 2π

K E = K1 + K 2 + K 3

L
g

T : período
L : longitud de la cuerda
g : aceleración de la gravedad

PÉNDULO SIMPLE
El péndulo simple es aquel dispositivo que está
constituído por una masa de pequeñas dimensiones, suspendida de un hilo inextensibley de peso
despreciable. Cuando la masa se desvía hacia un
lado de su posición de equilibrio y se abandona,
oscila alrededor de esa posición con un movimiento oscilatorio y periódico, cuya trayectoria es casi
una línea recta si el ángulo θ entre la posición extrema y la posición de equilibrio no sobrepasa los
15 grados.

LEYES DEL PÉNDULO SIMPLE
1º

El período no depende de la masa queoscila.

2º

El período es directamente proporcional a la
raíz cuadrada de la longitud del péndulo.

3º

El período es inversamente proporcional a
la raíz cuadrada de la aceleración de la gravedad.

Una aplicación directa del péndulo es el “bate segundos”, que generalmente se
usaban años atrás, el período de este reloj es de 2 segundos; es decir en ir y
regresar demora 2 segundos.Jorge Mendoza Dueñas

216

MOVIMIENTO ONDULA
TORIO
ONDULATORIO
CONCEPTO DE ONDA

B)

Una onda es aquella perturbación en los medios
elásticos o deformables. Es transportadora de
energía; pero es incapaz de desplazar una masa
en forma contínua. Toda onda al propagarse da
lugar a vibraciones.
Es importante notar que el medio mismo no se
mueve en conjunto en la dirección en que...