Nada

Oscilaciones y ondas

Ley de Hooke

La cantidad de estiramiento o de compresión (cambio de longitud), es directamente proporcional a la fuerza aplicada.

F = K. x

Cuando un objeto de somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o de ambos. Estos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material.
Cuando un peso jala y estira a otro, y cuando se lequita este peso y regresa a su tamaño normal, decimos que es un cuerpo elástico.

Elasticidad: Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la deformación.

Un ejemplo de movimiento vibratorio es el de un objeto unido a un resorte.

Supongamos el movimiento de un objeto a una superficie horizontalsin rozamiento. Si se estira el resorte o se comprime una pequeña distancia (x) desde su posición de equilibrio y luego se suelta, se ejercerá una fuerza sobre el cuerpo, como muestra la figura.

















Imagen 1
Imagen 1


Cuando el objeto está a la derecha de la posición de equilibrio, como muestra la imagen 1.a, la distancia recorrida (x) espositiva, mientras que la fuerza (F) negativa. Esto significa que la fuerza es negativa porque se ejerce en sentido opuesto al movimiento.
Si el cuerpo está a la izquierda de la posición de reposo, como muestra la fig. 1.c, la distancia es negativa, y la fuerza es positiva, indicando que el sentido de la misma es hacia la derecha.
En la fig. 1.b, se puede observar que la distancia vale cero y lafuerza también, esto quiere decir, que el resorte no está estirado.
La fuerza siempre actúa hacia la posición de equilibrio, a esto se lo denomina “fuerza restauradora”.

Movimiento armónico simple

Es un movimiento oscilatorio y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional al desplazamiento pero en sentido opuesto.Ejemplo: Supongamos que un objeto es jalado inicialmente a una distancia “C” a la derecha y es soltado desde el reposo. La fuerza ejercida por el resorte sobre el cuerpo tira de él hacia la posición de equilibrio. Cuando el objeto se mueve hacia x = 0 (se puede ver la imagen 1 para entender dicho ejemplo), la magnitud de la fuerza disminuye (porque x decrece) y alcanza cero en x = 0.
Laentidad gana rapidez cuando se mueve hacia la posición de equilibrio, sin embargo, obtiene su mayor velocidad cuando x = 0. La cantidad de movimiento ganada por el ente lo hace llegar más allá del lugar de reposo, y comprime el resorte.
Cuando el objeto se mueve a la izquierda de la posición de equilibrio, el cual toma valores negativos de x, la fuerza del resorte actúa hacia la derecha, aumentandoconstantemente la fuerza, y disminuyendo la rapidez del cuerpo. Definitivamente, el objeto vuelve brevemente al reposo en x = - C antes de acelerar de regreso a x = 0 y en última instancia volver a la posición original x = C.
Este proceso continúa repitiéndose y el objeto continúa oscilando hacia delante y atrás sobre la misma trayectoria. Es a esto lo que se denomina “movimiento armónicosimple”.

Conceptos importantes para el análisis de cualquier tipo de movimiento periódico:

* Amplitud: “C” es la magnitud de la máxima distancia del objeto desde su posición de reposo. En Ausencia de fricción, un cuerpo en movimiento armónico simple oscila entre las posiciones x = - C y x = C.
* Periodo: “T” es el tiempo que le toma al objeto en realizar un ciclo completo de movimiento;es decir de x = C a x = - C y de regreso a x = C.
* Frecuencia: “f” es el número de ciclos completos por unidad de tiempo, y es el recíproco del periodo (f = 1 / T).

Onda

Existen varios tipos de ondas, ondas acústicas, ondas en un acuerda, ondas sísmicas y ondas electromagnéticas.
Todas las ondas tienen como fuente un objeto en vibración.
En el caso de las ondas acústicas,...