Fisica1


DEPARTAMENTO DE PUBLICACIONES




GUIA DE TRABAJO DE
FÍSICA II



PRIMERA SESION

Elaborada por

JEAN YECID PEÑA






BOGOTA D.C



DATOS DEL ESTUDIANTE



NOMBRE DEL ESTUDIANTE : ________________________

_________________________



CARRERA : ________________________


JORNADA : MARTES Y MIERCOLES ( )
JUEVES Y VIERNES ( )
SABADOS ( )
DOMINGOS( )

NOMBRE DEL PROFESOR : ________________________


FECHA : DEL __________ AL _______


CALIFICACION : ________________________





_____________________
FIRMA DEL PROFESOR



OSCILACIONES Y ONDAS

Los osciladores son dispositivos capaces de repetir dos acciones opuestas en un período regular. Ejemplo: movimiento de un péndulo o mejor conocido como movimiento armónico simple.Algunos términos empleados en el movimiento armónico simple cuyos significados se deben conocer son los siguientes:

Oscilación: el movimiento efectuado por una partícula hasta volver a su posición inicial recorriendo todos los puntos de su trayectoria. En nuestro ejemplo oscilación es el movimiento efectuado por la partícula P que parte de A, llega a B y regresa nuevamente a A.

Periodo (T): es eltiempo que tarda la partícula en hacer una oscilación. Se mide en segundos.

Frecuencia (): es el número de oscilaciones que realiza la partícula en la unidad de tiempo. Se expresa en oscilaciones por segundo pero operacionalmente se utiliza únicamente o el Hertz.
Es evidente que la frecuencia y el periodo son mutuamente inversos:

Punto de equilibrio: es el punto de la trayectoria en el cual, lafuerza recuperada es nula. En nuestro ejemplo el punto cero.

Puntos de retorno: son los puntos extremos de la trayectoria en los cuales el movimiento cambia de sentido.

Elongación (x): en el desplazamiento de la partícula en un instante dado, referido al punto de equilibrio. Se mide en metros o centímetros.

Amplitud (A): es la máximo elongación que puede tener la partícula, también se mide enmetros o centímetros. La distancia entre dos puntos de retorno es 2A.


PÉNDULO SIMPLE

Llamamos péndulo simple a un ente ideal constituido por una masa puntual suspendido de un hilo inextensible y sin peso, capaz de oscilar libremente en el vacío y sin rozamiento. Al separar la masa de su posición de equilibrio, oscila a ambos lados de dicha posición, realizando un movimiento armónico simple.En la posición de uno de los extremos se produce un equilibrio de fuerzas, según observamos en el gráfico:

















El peso de la bola se descompone en dos componentes: una primera componente que se equilibra con la tensión del hilo, de manera que:

La segunda componente, perpendicular a la anterior, es la que origina el movimiento oscilante:

Sin embargo, para oscilaciones de valores deángulos pequeños, se cumple:


Comprobamos en la tabla siguiente, con datos de ángulos y sus senos, esta afirmación.

grados
radianes

Diferencia %
0
0.0000
0.0000
0
2
0.0349
0.0349
0.00
5
0.0873
0.0872
0.11
10
0.1745
0.1736
0.51
15
0.2618
0.2588
1.14


Por consiguiente, podremos escribir, teniendo en cuenta, el valor del seno del ángulo:


Se observa que la fuerza recuperadora, que haceoscilar al péndulo, es función de la elongación (X), con lo que podemos afirmar que se trata de un M. A. S. Por ello, podemos comparar la ecuación que caracteriza a este tipo de movimientos, como:


Con la ecuación obtenida anteriormente la fuerza queda de la siguiente manera:
, vemos que la pulsación es:, y teniendo en cuenta que , donde T es el período (tiempo utilizado en realizar una oscilacióncompleta), llegamos que:



En este caso la masa colgada del resorte forma un oscilador armónico que cumple con la ley senoidal.

Cinemática de un M.A.S.
En un movimiento rectilíneo, dada la posición de un móvil, obtenemos la velocidad derivando respecto del tiempo y luego, la aceleración derivando la expresión de la velocidad.
La posición del móvil que describe un M.A.S. en función del tiempo...