Se reconoce que un cuerpo está en movimiento si cambia su posición con respecto a su envolvente en un momento dado.
Movimiento periódico vs movimiento armónico simple se puede explicar como, Se dice que un cuerpo está en movimiento periódico si continuamente repite su movimiento en una trayectoria particular en un cierto período de tiempo. Mientras que por el contrario, El movimiento armónico simple puede reconocerse como la forma más simple de movimiento vibratorio u oscilatorio.
Movimiento periódico
El movimiento periódico puede entenderse por el movimiento que observamos a diario. En el movimiento periódico, no es necesario que el desplazamiento que se produjo en el cuerpo sea en la dirección de la fuerza restauradora.
Por ejemplo, la Tierra completa su única rotación sobre su propio eje en 1 día. El movimiento de la luna también es un movimiento periódico, ya que sabemos que la luna completa una revolución alrededor de la tierra en aprox. 27 días.
De manera similar, el movimiento de las manecillas de nuestro reloj también es un movimiento periódico. Todos estos movimientos continúan repitiéndose en un camino particular y en un cierto período de tiempo.
Movimiento armónico simple
Movimiento armónico simple puede entenderse como el propio movimiento periódico porque el movimiento armónico simple es un tipo de movimiento oscilatorio. donde un vibrador movimiento u oscilatorio el movimiento se asume como un cuerpo, que está realizando un movimiento periódico y se mueve a lo largo de un camino definido hacia adelante y hacia atrás alrededor de una posición definida (posición fija), entonces el movimiento del cuerpo se conoce como "movimiento vibratorio" o "movimiento oscilatorio".
En la figura anterior, podemos ver que el cuerpo se mueve hacia adelante y hacia atrás desde la posición fija. Aquí el cuerpo oscila desde el punto fijo O hacia el otro lado, cubriendo el desplazamiento máximo hasta A, y luego vuelve a la posición fija O y luego pasa al otro lado A 'cubriendo el desplazamiento máximo. Desde el punto A ', el cuerpo llega al punto fijo O nuevamente. Se dice que este movimiento de ida y vuelta realizado por un cuerpo completa "1 vibración" o "1 oscilación".
Sin embargo, está probado que cada movimiento oscilatorio es automáticamente un movimiento periódico, pero cada movimiento periódico no es un movimiento vibratorio u oscilatorio. Por ejemplo, la Tierra gira sobre su propio eje, pero no se mueve hacia adelante y hacia atrás alrededor de un cierto punto a lo largo de una trayectoria (esta es una condición esencial para un movimiento oscilatorio que no se sigue en el caso dado).
El movimiento armónico simple tiene una forma de onda sinusoidal de amplitud en función del tiempo.
En la figura anterior, se muestra la curva de desplazamiento en el tiempo de un cuerpo que oscila hacia adelante y hacia atrás alrededor de su posición fija. El desplazamiento y se mide desde la posición fija, y el tiempo t se mide desde el punto en que el cuerpo pasa por su posición fija. Se completa una oscilación desde el punto O hasta el punto A, y el tiempo T necesario para una oscilación es el tiempo periódico del cuerpo.
El valor máximo de desplazamiento y en la figura dada será a. este desplazamiento máximo se conoce como amplitud. El número total de oscilaciones que realiza un cuerpo en un período de tiempo de 1 segundo se conoce como frecuencia. La frecuencia (n) es el recíproco del período de tiempo.
Cuando un cuerpo vibra, su posición y dirección de movimiento varían con el tiempo. La fase de un cuerpo en vibración en cualquier momento muestra el movimiento del cuerpo en ese momento. En cualquier momento, dos cuerpos vibrantes pasan simultáneamente por sus posiciones de equilibrio en la misma dirección, entonces en ese instante están en la misma fase, y si pasan en direcciones opuestas, entonces están en direcciones opuestas.
Independientemente del movimiento periódico, el movimiento armónico simple necesita ciertas condiciones para satisfacerse: -
- Para un movimiento armónico simple, el cuerpo debe estar en línea recta. moviéndose hacia adelante y hacia atrás en una posición fija
- La fuerza restauradora que actúa sobre el cuerpo debe ser siempre proporcional al desplazamiento del cuerpo desde el punto.
Restaurar la fuerza es cuando un cuerpo toma el lugar de su posición estable. Ahora actúa sobre él una fuerza recurrente, que se dirige hacia la posición estable. Es debido a esta fuerza que se produce la aceleración en el cuerpo, y comienza a vibrar hacia adelante y hacia atrás.
Esta fuerza viene dada por:
F = -kx
cuando la fuerza de restauración es proporcional a la dislocación del cuerpo desde la posición estable, entonces la tasa de cambio de velocidad del cuerpo también es proporcional a la dislocación del cuerpo, y vibra, realizando el movimiento armónico simple.
Donde k es la fuerza constante yx es el desplazamiento y el signo - indica que el cuerpo se desplaza en la dirección opuesta.
La fuerza siempre debe dirigirse hacia el punto fijo.
armónico simple El movimiento se puede explicar a través de los siguientes ejemplos.. Un cuerpo unido a un resorte en un plano horizontal produce vibraciones que son de naturaleza armónica simple, oscilaciones de un péndulo simple, el movimiento de un cuerpo que se deja caer en un túnel imaginario a través de la tierra, oscilaciones de un cuerpo que flota en un líquido, cuna de newton, columpios, oscilación de un cuerpo en el cuello de una cámara de aire.
Podemos concluir la diferencia entre el movimiento periódico y el movimiento armónico simple sobre la base de la fuerza restauradora que actúa sobre el cuerpo realizando oscilaciones que se supone que son proporcionales a la dislocación del cuerpo, mientras que el movimiento periódico se repite continuamente sin condiciones dadas.
Preguntas frecuentes
Se dan dos condiciones de la siguiente manera:
- La vibración general de una molécula poliatómica sobre su configuración es un caso de este tipo. tienen diferentes frecuencias naturales y debido a esta su oscilación hay una superposición de MAS de un número de frecuencias variables. esta superposición es periódica pero no MAS.
- La revolución de la tierra alrededor del sol es periódica pero no es un SHM.
La frecuencia y el período de tiempo de una partícula que realiza SHM están relacionados como:
La frecuencia es recíproca del período de tiempo.
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Soy Riya Pandey. Completé la posgrado en física en 2021. Actualmente estoy trabajando como experto en la materia en física para Lambdageeks. Intento explicar el tema de la Física fácilmente comprensible de manera sencilla.