El seguimiento del movimiento armónico simple de un objeto en movimiento en el tiempo
En física, el seguimiento de movimiento armónico simple puede requerir tiempo y paciencia cuando usted tiene que averiguar cómo el movimiento de un objeto cambia con el tiempo.
Video: MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE DE OBJETO EN FLOTACIÓN
Imagínese que un día te ocurrió una brillante idea para un aparato experimental. Usted decide sacar a la luz en una pelota que rebota en un resorte, proyectando una sombra sobre una pieza móvil de la película fotográfica. Debido a que la película se está moviendo, se obtiene un registro de movimiento de la pelota con el paso del tiempo. Que a su vez el aparato encendido y deja que haga su cosa: se muestran los resultados en la primera figura.
El balón oscila alrededor de la posición de equilibrio, arriba y abajo, alcanzando amplitud UN en sus puntos más altos y más bajos. Pero echar un vistazo a la pista de la pelota: Se puede decir que la bola se mueve más rápido, porque ahí es donde la curva tiene la pendiente más pronunciada. El balón sale más rápido cerca del punto de equilibrio debido a la aceleración causada por la fuerza elástica, que se aplica desde el punto de inflexión. En la parte superior e inferior, la pelota está sujeta a un montón de fuerza del muelle, por lo que se ralentiza e invierte su movimiento.
Video: Ecuación de movimiento de un movimiento armónico simple. Seno
La pista de la bola se modela con una mejor onda sinusoidal, lo que significa que su pista es una onda sinusoidal de amplitud A. (Nota: También se puede utilizar una onda coseno, porque la forma es la misma. La única diferencia es que cuando una onda sinusoidal está en su pico, la onda coseno está a cero, y viceversa.)
Usted puede obtener una imagen clara de la onda sinusoidal Si traza la función seno en una xy gráfico como este:
y = sen x
Ahora echa un vistazo a la onda sinusoidal de una manera circular.
Si se conecta un balón a un disco giratorio, como la segunda figura, y enfocar la atención en él, se obtiene el mismo resultado que cuando se tiene la bola en el borde de la fuente (véase la primera figura): una onda sinusoidal.
El disco giratorio, que se puede ver en la tercera figura, a menudo se llama una círculo de referencia. Se puede ver cómo la componente vertical del movimiento circular se refiere a la onda sinusoidal (similar a seno) del movimiento armónico simple. círculos de referencia se puede decir mucho acerca de un movimiento armónico simple.
Video: Movimiento armónico; Amplitud vs Tiempo
A medida que las vueltas de disco, el ángulo theta, aumenta con el tiempo. ¿Qué hace el seguimiento de la pelota parece a medida que la película se mueve hacia la derecha? El uso de un poco de trigonometría, puede resolver movimiento de la pelota a lo largo del y-eje- todo lo que necesita es la vertical, (Y) componente de la posición de la pelota. En un momento dado, de la pelota y posición es la siguiente:
Video: Ejercicio Resuelto de Movimiento Armónico Simple - (Frecuencia y Periodo)
El desplazamiento vertical varía de positivo UN a negativo UN en amplitud.
velocidad a lo largo del eje de rotación del disco - y t es hora:
Ahora puede explicar el seguimiento de la pelota como pasa el tiempo, dado que el disco está girando con velocidad angular
