COLEGIO AMERICANO DE GIRARDOT
FISICA
ESTEBAN MENDEZ CRUZ
11ºA
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M.A.S.
Ademas se denominado movimiento vibratorio armónico simple, es un movimiento periódico, y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional a la posición, y que queda descrito en función del tiempo por una función senoidal (seno o coseno) dicha fuerza restauradora siguen la ley de Hooke.
Los cuerpos oscilan o vibran cuando se apartan de su posición de equilibrio estable.
F→=−k⋅x→
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Elementos
Periodo (T): El tiempo que tarda de cumplirse una oscilación completa. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el segundo (s) T=1/f
Frecuencia (f): Se trata del número de veces que se repite una oscilación en un segundo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el hertzio (Hz) f=1/T
Elongación, x: Representa la posición de la partícula que oscila en función del tiempo y es la separación del cuerpo de la posición de equilibrio. Su unidad de medidas en el Sistema Internacional es el metro (m)
Amplitud, A: Elongación máxima. Su unidad de medidas en el Sistema Internacional es el metro (m).
Fase, φ : La fase del movimiento en cualquier instante. Corresponde con el valor φ=ω⋅t+φ0. Se trata del ángulo que representa el estado de vibración del cuerpo en un instante determinado. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el radián (rad). Cuando se produce una oscilación completa, la fase aumenta en 2·π radianes y el cuerpo vuelve a su posición (elongación) x inicial. Esto es debido a que cos(φ)=cos(φ+2⋅π)
Fase inicial, φ0 : Se trata del ángulo que representa el estado inicial de vibración, es decir, la elongación xdel cuerpo en el instante t = 0. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el radián (rad)
Frecuencia angular, velocidad angular o pulsación, ω : Representa la velocidad de cambio de la fase del movimiento. Se trata del número de periodos comprendidos en 2·π segundos. Su unidad de medida en el sistema internacional es el radián por segundo ( rad/s ). Su relación con el período y la frecuencia es ω=2⋅πT=2⋅π⋅f
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En la vida cotidiana
El movimiento armónico simple es aplicado en gran cantidad de actividades, desde muy simples hasta muy complejas, entre estas se encuentran:
Muelles con resorte. Péndulos. Resortes sin fricción. Circuitos eléctrico LC. Movimiento de dos columnas. Vasos comunicantes. Las cuerdas de una guitarra, violín, arpa y otros instrumentos de cuerda. Ondas de una, dos y tres dimensiones como las ondas electromagnéticas, ya sea la luz, el sonido, radiofrecuencias, entre otros.
Estaban compuestos por una serie de resortes y engranajes que hacían que las manecillas se desplazaran lentamente. El péndulo es un peso suspendido de una cuerda que oscila libremente en el aire. Para un balanceo suave el péndulo tiene la propiedad que el tiempo entre una oscilación y la siguiente depende únicamente de la longitud del péndulo (y de la fuerza de la gravedad, claro). De esta forma se inventaron mecanismos que permitían un avance fijo del mecanismo del reloj por cada oscilación del péndulo, tales como el escape de áncora:
Por cada oscilación se permite a la rueda avanzar un diente. Además la forma oblicua de los dientes aporta al péndulo un impulso adicional en cada oscilación que compensa las pérdidas sufridas por el rozamiento.
Para proveer de energía a este sistema se usaban pesas colgando del sistema de engranajesque iban desenrollando una cuerda (como se puede ver en la imagen superior). Posteriormente fueron sustituidas por mecanismos de resorte, tales como los relojes de cuerda, favoreciendo su miniaturización.
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En las imágenes de abajo se muestran dos sismómetros con sensores de movimiento diferentes, uno es una bobina de un teléfono y el segundo es la bobina de un relé. El funcionamiento del sistema se basa en la amplificación de pequeñas intensidades de corriente inducidas en la bobina cuando vibra un imán suspendido sobre ella.
La amplificación de la señal inducida se realiza en dos etapas usando amplificadores operacionales.
1º Etapa de amplificación: se usa un amplificador operacional como amplificador inversor con una altísima ganancia de tensión (A=-200 000, A=R1/Rbobina=-10MΩ/50Ω)
2º Etapa: se usa un amplificador operacional como comparador de tensiones, de forma que sólo cuando la tensión amplificada en la primera etapa sea menor que un valor de referencia de tensión (tensión modificada mediante el potenciómetro R2) se va a iluminar un diodo LED.
Porque vibra una telaraña y como hace la araña para saber quién cae en su red:
La araña hace su telaraña tamplada con hilos fuertes y algunos pegajosos para cuando su presa cae e intenta escapar creando vibraciones que se propagan a lo largo del hilo que advierte a la araña que esta en el centro.
La presa que caiga en los hilos pegajosos seran alimento para ella, cuando el macho quiere aparearse con la hembra tiene que llegar donde ella caminando por los hilos no pegajosos y no haciendo movimientos que produscan vibraciones fuertes.
Galileo utilizo el péndulo para sus numerosas investigaciones, al pasar de los años comprobó que el periodo de un péndulo es constante por tal razón se utilizo como parte fundamental para medir el tiempo.
El péndulo de hoy en día se utiliza como base fundamental de relojes, también como aporte fundamental a la ciencia por medio del péndulo de Foucault el cual se basa mas que todo para evidenciar la rotación de la tierra y también como demolición en ciertos casos.
El M.A.S. se puede ver muy util para nuestra vida en diferentes herramientas fundamentales para todo el mundo incluyendo los animales, por parte se basan del pendulo que facilita muchas actividades.