oscilaciones

 “Oscilaciones y Péndulo” FISICA II






Resumen

El siguiente trabajo tiene como objetivo principal las oscilaciones, las cuales son movimientos que se repiten en torno a una posición de equilibrio. Dichos movimientos necesitan que exista una fuerza conservativa a la cual se asocie una energía potencial. En la práctica se pudo observar que con distintas masas y con distintasamplitudes el tiempo total prácticamente no cambiaba, mientras que cuando se cambiaron las longitudes, este tiempo tuvo una mayor variación. En la primera parte se trabajó las variaciones de amplitud en grados para comprobar que el periodo es constante; segunda parte se varió la masa para verificar el cambio en el periodo y en la tercera y última parte se realizó el cambio de longitudes.
DescriptoresPéndulo simple, péndulo real, oscilaciones, amplitud y período


1. Introducción Teórica
Para el estudio de las oscilaciones, es necesario comprender una serie de conceptos básicos que nos llevan al entendimiento y desarrollo de la temática; debido a esto como primer punto es necesario comprender el principio básico de una oscilación.

Oscilación se refiere a una variación, perturbación ofluctuación en el tiempo de un medio o sistema. Si el fenómeno se repite, se puede hablar de una oscilación periódica. Oscilación en ingeniería se refiere al movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central comúnmente llamada posición de equilibrio.

Al hablar de oscilaciones, nos vemos en la necesidad de hablar del movimiento armónico simple el cual es un movimientovibratorio en el que la posición, velocidad y aceleración se pueden describir mediante funciones senoidales y cosenoidales (Serway- Faughn, 2001).

De todos los movimientos armónicos, el más sencillo es el Movimiento Armónico Simple que es aquel en el cual una partícula se mueve a lo largo del eje X, estando su posición x dada en función del tiempo t dad por la ecuación:


Dónde:
es laamplitud
La frecuencia angular, la fase y la fase inicial.
[Wilson, Buffa, Lou, 2007]






1.1 Carcaterísticas

Como los valores máximo y mínimo de la función seno son y , el movimiento se realiza en una región del eje X comprendida entre y .

La función seno es periódica y se repite cada 2, por tanto, el movimiento se repite cuando el argumento de la función seno se incrementa en2. (Serway- Faughn, 2001).

1.2 Elementos del movimiento oscilatorio

1. La amplitud(A). El movimiento de un cuerpo respecto al punto de equilibrio se conoce como desplazamiento. El desplazamiento máximo “A” a partir de la posición de equilibrio se define como la amplitud del movimiento Oscilatorio.
(Serway Faughn, 2001).

2. El Periodo (T). Es el tiempo que tarda un ciclo y siemprees positivo. Su unidad en el SI es el segundo, pero a veces se expresa como segundos por ciclo.

3. La Frecuencia (f). Es el número de ciclos en la unidad de tiempo y siempre es positiva. Su unidad en el SI es el Hertz :

4. La Frecuencia Angular (ω): representa la rapidez de cambio de una cantidad angular que siempre se mide en radianes, de modo que sus unidades son . Dado que f esta en . ,podemos considerar que el número tiene unidades de rad/ciclo.
5.
Otros sistemas que tienen un movimiento armónico simple son el movimiento armónico amortiguado, los péndulos físicos y simples, los cuales serán estudiados a continuación, entre otros. (Serway- Faughn, 2001)





1.3 Péndulo simple.

El tipo de oscilación realizada por un péndulo simple, es aquella que está definidacomo una partícula de masa m, suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable. La partícula se desplaza una posición Ҩ (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego esta se suelta, el péndulo comenzara a oscilar.

El péndulo realiza una trayectoria circular, la cual, tiene un radio L.





Al referirnos al movimiento para amplitudes pequeñas para...