Fisica Oscilaciones Y Ondas

CONCEPTOS PRELIMINARES
SOBRE OSCILACIONES Y ONDAS

Física II
Pequeñas notas de clase
By

Joso

CONCEPTOS PRELIMINARES SOBRE
OSCILACIONES Y ONDAS
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
LA ENERGÍA ES LA CAPACIDAD PARA PRODUCIR TRABAJO.
SISTEMAS CONSERVATIVOS (ideales): Son aquellos sistemas en los cuales actúan solamente fuerzas
conservativas (
“coeficiente de rozamiento”).
FUERZAS NOCONSERVATIVAS (disipativas): Son aquellas cuyo trabajo para mover una partícula entre
dos puntos y , depende de la trayectoria seguida por la partícula. Estas fuerzas pueden ser activas (a
favor del movimiento) o resistivas (en contra del movimiento).
Cuando un cuerpo está sometido a la acción de la fuerza de rozamiento, no se cumple el Principio de
Conservación de la Energía Mecánica, es decir, unafuerza de rozamiento con
.

ENERGÍA MECÁNICA
La energía mecánica de un cuerpo en un punto dado, es la suma de las energías cinética y potencial:

•

ENERGÍA CINÉTICA:
En física, la energía cinética de un cuerpo, es aquella energía que posee debido a su
movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa
determinada desde el reposo hasta la velocidadindicada ( velocidad final ).

-

Se representa con la siguiente ecuación:

-

Se expresa en

-

La fuerza de la energía cinética en un

-

La magnitud de la velocidad (rapidez) final de un cuerpo cuando a recorrido una distancia “
”desde un punto hasta un punto es:

( ):
está representada por la expresión:

1

Joso

•

ENERGÍA POTENCIAL:
Se define como la capacidad quetiene un cuerpo para producir trabajo en virtud de su posición.
Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que
un sistema puede entregar.

La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial
electrostática, y energía potencial elástica.
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL:
Es la generada por un cuerpo demasa
que se mueve verticalmente por la acción de su
propio peso (
), desde un punto hasta un punto situado en un nivel de referencia (N.R.).
Así

-

Se representa con la siguiente ecuación:

representa la energía potencial gravitacional de un cuerpo en el instante que tiene una
altura h con respecto a un nivel arbitrario de referencia.
-

Se expresa en

( ):

ENERGÍA POTENCIALELÁSTICA:
La energía elástica o energía de deformación es el aumento de energía interna acumulada en
el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que
provocan la deformación. Así por ejemplo en un resorte, cuando es estirado (comprimido),
aparece una fuerza elástica que tiende a restablecer las dimensiones iniciales del mismo. Esta
fuerza elástica quesurge al deformar un resorte, es directamente proporcional a la
deformación y es de sentido contrario al desplazamiento realizado (LEY DE HOOKE).

-

Se representa con la siguiente ecuación:
; así entonces

Esta expresión representa la energía potencial elástica adquirida por un resorte al
deformarle (comprimirle o estirarle).
-

Se expresa en

( ):

2

Joso

MOVIMIENTOPERIODICO
Está dado cuando un movimiento se repite en intervalos iguales de tiempo.
MOVIMIENTO OSCILATORIO O VIBRATORIO
Cuando la partícula animada con movimiento periódico se mueve alternativamente en un sentido u
otro sobre la misma trayectoria.
Se observa dos tipos de movimientos oscilatorios.
•

AMORTIGUADOS (Vibración amortiguada):
Un sistema con este movimiento no se mueve entre límitesfijos exactos, puesto que las fuerzas
de movimiento van “disipando” la energía del sistema, atenuando la vibración hasta hacerla
desaparecer.

•

FORZADOS (Vibración forzada):
Un sistema con este movimiento perdura, pero para esto es necesario comunicar al sistema en
oscilación una cierta energía que compense la “disipada” por las fuerzas de rozamiento y anule
su efecto de rozamiento....