Uno de los fenómenos más interesantes que trata la
física es la del movimiento que se repite a intervalos
iguales o regulares de tiempo. A esta clase de
movimientos se les llama periódicos u oscilatorios.
Las oscilaciones son libres si sobre el cuerpo no
actúan fuerzas disipativas (no conservativas) y en este
caso el cuerpo oscilará indefinidamente.
Las oscilaciones son forzadas cuando actúan
fuerzas disipativas. En este caso, acabará volviendo
al reposo en su posición de equilibrio estable.
También se conoce como movimiento oscilatorio
amortiguado. Por ejemplo, un columpio en movimiento
acabará parándose, en su posición de equilibrio estable,
debido a su rozamiento con el aire.
Movimiento periódico: período.
Cuando las oscilaciones se repiten cada
cierto tiempo se dice que el
movimiento oscilatorio es periódico.
El tiempo que tarda en realizar una
oscilación completa se conoce como
período y se mide en segundos.
A partir del período se define la
frecuencia f ó como la inversa del
período,
se mide en s-1 ó Hz (hertzios) que
significa el número de oscilaciones
iguales que realiza por segundo.
Movimiento armónico simple:
Este movimiento se produce cuando la
perturbación de una magnitud física provoca la
pérdida de un equilibrio estable apareciendo una
fuerza restauradora que intenta devolver el
sistema a la posición de equilibrio estable.
En este caso de movimiento periódico armónico,
conocido también como movimiento armónico simple
(M.A.S.) ó movimiento vibratorio armónico, la fuera
restauradora ha de cumplir la ecuación:
Siendo x la separación de la
posición de equilibrio (elongación).
El M.A.S. es un movimiento es rectilíneo,
teniendo en cuenta la segunda ley de Newton
es un movimiento rectilíneo
queda la expresión:
Se trata de una ecuación diferencial
cuya solución es del tipo:
Esta solución constituya la ecuación
del movimiento armónico simple: