¿Qué es el movimiento armónico?
El movimiento armónico es el concepto de un sistema oscilante o repetido como un péndulo, un resorte o la órbita de un planeta alrededor del sol. Los sistemas que están en movimiento armónico conservan energía e impulso siempre que la energía interna siga siendo la misma. En un sistema real, es decir, no ideal, la pérdida de energía ocurre debido a la fricción incluso en cantidades infinitesimales debido a la colisión con moléculas. Deben existir dos cualidades principales para que un sistema experimente movimiento oscilatorio: elasticidad e inercia; Debido a la primera ley de Newton, todos los objetos tienen inercia. Por lo tanto, debe existir una fuente de elasticidad, como un resorte.
Un sistema armónico simple incluye uno o más objetos oscilantes que se fijan a un resorte u otra fuente elástica, como un peso conectado a un resorte. El movimiento del objeto altera la velocidad en un patrón sinusoidal. La fuerza elástica que proporciona el momento del objeto aumenta con la distancia desde el centro de movimiento; cuanto más lejos está el objeto, más elastiSe ejerce la fuerza c. Cuando el objeto llega al final de su movimiento, la fuerza hace que se mueva hacia atrás a una velocidad aumentada al otro extremo de la ruta oscilante donde se repite el ciclo. El movimiento armónico simple se usa para ilustrar el concepto, pero no tiene en cuenta la fricción.
El movimiento amortiguado, en comparación, incluye fricción u otras fuerzas externas que retrasarán el sistema y eventualmente harán que alcance el equilibrio, o ningún movimiento. Cuanta más fricción haya en un sistema, más rápido un objeto oscilante alcanzará el equilibrio. El sobredamping permite solo unos pocos ciclos de oscilación antes del equilibrio; La amortiguación crítica crea un retorno rápido al equilibrio, como un amortiguador en un automóvil; y el subdampeón hace que la oscilación disminuya con el tiempo. Un medio más viscoso como el agua crea más fricción.
El movimiento armónico tiene muchas aplicaciones en la vida cotidiana. ANY Tipo de sistema oscilante, ya sea el péndulo de un reloj, un resorte del sistema de suspensión de un automóvil o el giro del volante de un motor, sufre una forma de oscilación amortiguada. Por ejemplo, conocer la fuerza de fricción que causa amortiguación permite el cálculo de la fuerza impulsora necesaria para mantener una velocidad constante de oscilación en un sistema armónico. También hay aplicaciones musicales; Conocer la longitud de una cadena de guitarra, por ejemplo, proporciona un método para calcular la tasa de oscilación cuando se le da una fuerza impulsora y, por lo tanto, se reproduce la frecuencia de la nota.
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