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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
FACULTAD DE CIENCIAS-ESCUELA DE FÍSICA
FÍSICA DE OSCILACIONES ONDAS Y ÓPTICA
MÓDULO # 1: OSCILACIONES MECÁNICAS -CINEMÁTICA Y DINÁMICADiego Luis Aristizábal R., Roberto Restrepo A., Tatiana Muñoz H.
Profesores, Escuela de Física de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
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Temas
Introducción
Conceptosbásicos del movimiento oscilatorio
Cinemática del M.A.S: Ecuaciones cinemáticas básicas
Cinemática del M.A.S: M.C.U. vs M.A.S.
Dinámica del M.A.S: Fuerza recuperadora
Dinámica del M.A.S: Ecuación diferencial
Taller

Introducción
El estudio de las oscilaciones o vibraciones es una parte fundamental de la física debido a que
prácticamente todos los sistemas físicos tienen capacidad de oscilaralrededor de un punto de equilibrio.
Cualquier magnitud puede estar sujeta a oscilaciones. En la vida habitual las oscilaciones más obvias son
aquellas que conciernen a la oscilación de la posición (vibraciones en cuerdas, olas en el agua, péndulos,
resortes), sin embargo, cualquier magnitud puede oscilar: la presión de un líquido o un gas, su temperatura,
el campo magnético, el campo eléctricoentre otras.
Cuando el cronograma de una partícula oscilando (representación de la posición vs el tiempo) es una función
sinusoidal se dice que la oscilación es armónica, en otras palabras, que la partícula oscila con Movimiento
Armónico Simple (M.A.S.) y a la partícula se le denomina oscilador armónico.
Simulación:
Bajar SimulPhysics del sitio Web:http://ludifisica.medellin.unal.edu.co/index.php/software-hardware/simulphysics

Analizar la simulación de SimulPhysics correspondiente al Cronograma de un M.A.S. Para acceder a ella
hacer clic con el mouse en el ítem señalado en la Figuras 1. Se despliega la simulación de la Figura 2. En
ésta hacer las variaciones permitidas y observar detenidamente los resultados.

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Figura 1

Figura 2
Es muy importante conocer elMovimiento Armónico Simple, ya que el teorema de Fourier establece que
cualquier tipo de oscilación periódica puede considerarse como la superposición de movimientos armónicos
simples.
Simulación:
Analizar la simulación de SimulPhysics correspondiente al Sintetizador de Fourier. Para acceder a ella
hacer clic con el mouse en el ítem señalado en la Figura 3. Se despliega la simulación de la Figura 4.En ésta
hacer las variaciones permitidas y observar detenidamente los resultados.

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Figura 3

Figura 4

En éste módulo se trata la cinemática y la dinámica del M.A.S. En el módulo # 2 se estudian el sistema
masa-resorte y el péndulo como modelos básicos que permiten con base en ellos estudiar sistemas
oscilantes más complejos (átomos, moléculas, edificios, puentes, sonido,telecomunicaciones,…).
En el módulo # 3 se estudia lo referente al comportamiento energético de una partícula en M.A.S. En el
módulo # 4 se analiza la superposición de dos M.A.S: interferencia, pulsaciones y polarización. En el módulo
# 5 se estudia las oscilaciones cundo son forzadas haciendo énfasis en el denominado fenómeno de
RESONANCIA.
El fenómeno oscilatorio es la base de gran parte de latecnología que se usa a diario: televisión, radio,
celulares, telecomunicaciones en general, holografía, edificios y en general estructuras sismoresistentes,
instrumentos digitales (para imagen y sonido),… Este fenómeno es la base para estudiar la luz y el sonido.

Conceptos básicos del movimiento oscilatorio
La posición de equilibrio de un cuerpo puede ser de tres tipos: estable, inestable eindiferente. En la Figura
5 se ilustran los tres casos. Los equilibrios estable e inestable corresponden respectivamente a estados de
mínima y máxima energía potencial.

Figura 5

Cuando el cuerpo es separado de la posición de equilibrio por la acción de un agente externo, oscilará solo si
su posición de equilibrio era estable. A este tipo de movimiento se le denomina movimiento oscilatorio o...