Qué simple movimiento armónico trabajos en muelles horizontales y verticales

En física, cuando la fuerza neta que actúa sobre un objeto es elástico (tal como en un resorte vertical u horizontal), el objeto puede someterse a un movimiento oscilatorio simple llamado movimiento armónico simple.

Un movimiento oscilatorio es uno que se somete a ciclos repetidos.

La fuerza que trata de restaurar el objeto a su posición de reposo es proporcional al desplazamiento del objeto. En otras palabras, que obedece a la ley de Hooke.

Video: FISICA Ley de HOOKE BACHILLERATO constante elastica muelle

fuerzas elásticas sugieren que el movimiento sólo va a seguir repitiendo (que no es realmente cierto, sin embargo- incluso objetos sobre los resortes se calman después de un tiempo ya que la fricción y la pérdida de calor en la primavera pasan factura). En esta sección se profundiza en un movimiento armónico simple y muestra cómo se relaciona con movimientos circulares. A continuación, se hace un gráfico de movimiento con la onda sinusoidal y explorar conceptos familiares como la posición, velocidad y aceleración.

Echar un vistazo a la pelota de golf en la figura. La bola se une a un resorte en una superficie horizontal sin fricción. Digamos que usted empuja la pelota, comprimiendo el muelle, y luego deja que ir- la pelota sale disparada, estirando el resorte. Después de que el tramo, el resorte tira hacia atrás y una vez más pasa el punto de equilibrio (donde no actúa ninguna fuerza sobre la bola), el tirar hacia atrás pasado. Esto sucede porque la pelota tiene un momento, y cuando la bola está en movimiento, llevándola a un punto de parada toma un poco de fuerza. Aquí están las diversas etapas El balón sale a través de, igualando las letras en la figura (y suponiendo que no hay fricción):

Video: Movimiento Armónico Simple - Sistema cuerpo resorte

• El punto A. La pelota está en el equilibrio, y ninguna fuerza está actuando sobre ella. Este punto, en el que el muelle no se estira o se comprime, se denomina punto de equilibrio.

• Punto B. La pelota empuja contra el muelle y el muelle se venga con fuerza F oponerse a que empujar.

• Puntos B a C. Los comunicados de primavera, y los resortes de bolas a una distancia igual en el otro lado del punto de equilibrio. En este punto, la bola no se mueve, pero una fuerza actúa sobre él, F, por lo que comienza a volver la otra dirección.

La pelota pasa a través del punto de equilibrio en su camino de regreso al punto B. En el punto de equilibrio, el resorte no ejerce ninguna fuerza sobre la pelota, pero el balón se desplaza a su velocidad máxima. Esto es lo que sucede cuando la pelota de golf rebota y ello inmediatamente empujar la pelota al punto B, y que pasa por el punto A, se mueve al punto C, dispara de nuevo a A, se mueve a B, y así sucesivamente: BACABACA, etc. . El punto A es el punto de equilibrio, y ambos puntos B y C son equidistantes del punto A.

Video: PROBLEMA M.A.S. Muelle con oscilaciones verticales

¿Qué pasa si la pelota fuera a flotar en el aire en el extremo de un resorte, como la segunda figura muestra? En este caso, la pelota oscila arriba y abajo. Al igual que la bola sobre una superficie en la primera figura, el balón colgado en el extremo de un resorte oscila alrededor del equilibrio posición- este tiempo, sin embargo, la posición de equilibrio no es el punto en el que el resorte no se estira.

los equilibrio posición se define como la posición en la que ninguna fuerza neta que actúa sobre la pelota. En otras palabras, la posición de equilibrio es el punto donde la bola puede simplemente sentarse en reposo. Cuando el resorte es vertical, el peso de la bola coincide hacia abajo el tirón del resorte hacia arriba. Si el x posición de la bola corresponde al punto de equilibrio, x_yo, el peso de la bola, mg, debe coincidir con la fuerza ejercida por el resorte. Porque F = kx_yo, usted puede escribir lo siguiente:

mg = kx_yo

Resolviendo para x_yo le da la distancia de los tramos de muelle debido a el peso de la pelota:

Video: Una pequeña plataforma horizontal sufre un movimiento armónico simple

Cuando se tire la pelota hacia abajo o levantarla y luego se suelta, oscila alrededor de la posición de equilibrio, tal como muestra la figura. Si el resorte es elástico, el balón se somete a un movimiento armónico simple verticalmente alrededor del equilibrio posición- el balón sube una distancia UN y abajo una distancia -UN alrededor de esa posición (en la vida real, la pelota finalmente llegar a descansar en la posición de equilibrio, debido a una fuerza de fricción podría amortiguar este movimiento).

La distancia UN, o qué tan alto el objeto brota, es muy importante cuando se describe armónico simple Movimiento que se llama el amplitud. La amplitud es simplemente la extensión máxima de la oscilación, o el tamaño de la oscilación.