Esquematización de un movimiento armónico simple:
El movimiento armónico simple, es en esencia la proyección de un movimiento circular uniforme. Dicho de otra manera, un MCU es la composición de dos MAS. Aparentemente no tiene mucho más misterio, salvo por el hecho de que el MAS se puede aplicar a cualquier movimiento de vaivan. Esto incluye péndulos, osciladores, incluso se puede utilizar de cara a explicar la corriente alterna. A continuación me dispongo a analizar las principales características de un MAS:
-La ecuación de la posición es bastante sencilla, de hecho, no es más que el producto del radio por el seno de la posición en radianes. La amplitud es la distancia entre enl centro y uno de los extremos, y se corresponde al radio. La fase inicial es el ángulo desde el cuál comienza el movimiento:
Gráfica del espacio respecto al tiempo:
-La velocidad es mínima en los extremos y máxima en el centro (en valor absoluto). La ecuación de la velocidad se obtiene derivando la posición respecto al tiempo:
v = Aωcos(ωt+φ)
-La aceleración es máxima (en valor absoluto) en los extremos y mínima en el centro. La ecuación de la aceleración se obtiene derivando la velocidad respecto al tiempo:
a = -A(ω^2)sen(ωt+φ)
- Las fuerzas son conservativas, y por tanto la energía se mantiene. La energía total es igual a la suma de la energía potencial (gravitatoria, elástica o eléctrica, del tipo que sea) y la cinética. En los extremos la energía cinética es igual a cero, por lo que la potencial es igual a la energía total. En el centro la energía potencial es igual a cero, por lo que la energía cinética es igual a la energía total.
El movimiento de un péndulo es un ejemplo de MAS. La siguiente simulación ayudará al lector a comprender el movimiento armónico simple:
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