Movimiento Armónico Simple

Cuando una masa está sometida a una fuerza elástica que tiende a recuperar su configuración de equilibrio y cuando esa fuerza es proporcional a la distancia de desplazamiento desde su posición de equilibrio (o sea fuerza doble cuando la distancia de su posición de equilibrio se duplica; como una fuerza que sigue la ley de Hooke), entonces cuando se libere esa fuerza, el objeto quedará sometido a un movimiento armónico simple.

Una masa sobre un muelle es un ejemplo estándar de tal movimiento periódico. Si se traza el movimiento de la masa como una función del tiempo, dibujaremos una onda sinusoidal pura.

Energía del Movimiento Armónico Simple

Resulta que el movimiento del medio en una onda también es un movimiento armónico simple, cuando la onda pasa de un punto dado en el medio.

Descripción Matemática
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Conceptos sobre Movimiento Periódico
 
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Fuentes de Elasticidad y Musical

La elasticidad de un objeto, es la medida de la precisión en volver a la configuración original, después del cese de cualquier distorsión. En las fuentes de sonido musical, se requiere un alto grado de elasticidad, tal como una cuerda de violín, puesto que se espera que vibre muchos miles de veces, sin que se produzca estiramiento que lo lleve fuera de tono de manera notable. Si la cuerda se alarga lo suficiente para caer su tensión en la mitad del uno por ciento y va de A(440 Hz) a 439 Hz., la agudeza humana en la percepción del tono es tal, que todo el mundo puede oir la diferencia.

La elasticidad se puede decir que es una condición previa para todos los movimientos periódicos, aunque su naturaleza puede ser vista de forma diferente, por ejemplo la elasticidad de un muelle o la de una tira de goma. El aire soporta el movimiento periódico, en forma de ondas que viajan a través de él, ya que el aire tiene una presión de equilibrio y una fuerza de recuperación proveniente de la presión atmosférica que lo trae de nuevo a su presión de equilibrio, cuando cesa la distorsión.

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Energía de un Oscilador

Una masa sobre un muelle transforma la energía de ida y vuelta entre energía cinética y energía potencial. Si no hubiera disipación, la conservación de la energía habría determinado que el movimiento continuaría para siempre. Para cualquier objeto real vibrante, la implicación del principio de conservación de energía es, que el vibrador continuará la transformación de la energía cinética en energía potencial, hasta que toda la energía sea transferida a alguna otra forma. Para iniciar el movimiento del objeto, se debe aplicar una fuerza externa, para realizar el trabajo sobre la masa que inicialmente estira el muelle. En el ejemplo de abajo la cantidad de trabajo es de 2 julios.
Energía de la Masa sobre el Muelle
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