Movimiento armónico simple

El otro movimiento particular, el movimiento armónico simple, es por ejemplo la oscilación regular del péndulo o de un resorte con peso. En dicho movimiento el objeto realiza una oscilación a lo largo de una línea, en cuye centre se encuentra la posición de equilibrio y cuya aceleración es proporcional a la separación respecto de él. Para definirlo empleamos el desplazamiento, que representa la separación respecto de la posición de equilibrio.

El máximo desplazamiento hacia ambos lados se define mediante el concepto de amplitud de la oscilación.

Asimismo, la regularidad de la oscilación nos permite hablar de periodo, o sea, el tiempo que tarde el objeto en describir un ciclo completo (esto es, en volver al lugar de partida), y de frecuencia, es decir, el numero de ciclos que el objeto completa en la unidad de tiempo. Una observación mas profunda del péndulo nos permite extraer algunas conclusiones importantes.

Este dispositivo puede emplearse para determinar el valor de la constante gravitatoria (g) en el lugar de medida. Dado que sabemos que el periodo (T) de un péndulo en función de su  longitud (l) es T = 2π (1/g)1/2, conociendo la longitud del péndulo empleado y midiendo su periodo, es posible determinar el valor de g.

El péndulo que hemos tratado hasta ahora no sufría ningún tipo de amortiguamiento como consecuencia de su rozamiento con el medio; sin embargo, en realidad el movimiento armónico simple se ve amortiguado por esta causa, ya que la energía se va disipando lentamente.

De todos modos, despreciando dicho efecto podemos describir el balance energético del movimiento del péndulo como un proceso constante de transformación de energía potencial en cinética, y viceversa.

La energía potencial es máxima  en los puntos extremos (en los que la cinética es nula), mientras que decrece hasta cero en el punto central de la trayectoria (donde la energía cinética alcanza su máximo), ya que como hemos dicho la energía total del sistema se conserva.

Publicado en Ciencias naturales y física