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Actividad Previa a la practica 1. Sistemas Oscilantes Nombre: David Fernando Sustaita Zúñiga mecatrónica

Laboratorio de física ll

Brigada 106

Carrera:

M.ª. Laura García Quiroga

Sistemas Oscilantes Un tipo de movimiento particular ocurre cuando sobre el cuerpo actúa una fuerza que es directamente proporcional al desplazamiento del cuerpo desde su posición de equilibrio. Si dicha fuerza siempre actúa en la dirección de la posición de equilibrio del cuerpo, se producirá un movimiento de ida y de vuelta respecto de esa posición, por eso a estas fuerzas se les da el nombre de fuerzas de restitución, porque tratan siempre de restituir o llevar al cuerpo a su posición original de equilibrio. El movimiento que se produce es un ejemplo de lo que se llama movimiento periódico u oscilatorio 1.El período de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la longitud de dicho péndulo. 2. El período de un péndulo es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la gravedad. 3. El período de un péndulo es independiente de la masa. 4. Para pequeñas magnitudes de ángulos el período de un péndulo es constante por debajo de 10° El péndulo simple es otro sistema mecánico que tiene un movimiento periódico oscilatorio, si se mueve en un medio sin fricción. Un péndulo es un sistema formado por una masa puntual m suspendida en el aire por una cuerda de longitud L, de masa muy pequeña comparada con la masa m, por lo que se desprecia; la parte superior de la cuerda se encuentra fija, El movimiento del péndulo producido por la fuerza de gravedad se realiza en un plano vertical, y es un movimiento armónico simple si el ángulo θ que forma la cuerda del péndulo con la vertical es pequeño, como se puede demostrar a continuación. Las fuerzas que actúan sobre la masa m son la tensión T de la cuerda y el peso mg de la masa. La componente tangencial del peso, mg senθ, siempre apunta hacia θ = 0, en dirección opuesta la desplazamiento.

Actividad Previa a la practica 1. Sistemas Oscilantes Nombre: David Fernando Sustaita Zúñiga mecatrónica

Laboratorio de física ll

Brigada 106

Carrera:

M.ª. Laura García Quiroga

n péndulo físico consta de cualquier cuerpo rígido suspendido de un eje fijo que no pasa por su centro de masa. El cuerpo rígido oscilará cuando se desplaza de su posición de equilibrio. Si el cuerpo rígido se sujeta en un eje que pasa por un punto O una distancia d del centro de masa, la fuerza debido a la gravedad produce un torque respecto de O, de magnitud mgd senθ. Como el torque se escribe τ = Iα, donde I es el momento de inercia respecto al eje que pasa por O y α es la segunda derivada de la rapidez angular. Un movimiento armónico simple es el que describe una partícula sometida a una fuerza restauradora proporcional a su desplazamiento. Se genera entonces un movimiento periódico, es decir que se repite cada cierto intervalo de tiempo. No todos los movimientos periódicos son armónicos. Para que lo sean, la fuerza restauradora debe ser proporcional al desplazamiento. En física, un péndulo de torsión es un dispositivo consistente en una barra horizontal sujeta a un soporte por medio de un alambre de torsión. Este hilo de acero tiene un par de cobre, proporcional al ángulo de giro que se le impone: En la barra, dos pesos se pueden colocar de forma simétrica,

para cambiar el momento de inercia.

Entendemos po oscilador amortiguado un sistema oscilante en el que los efectos de la fricción se manifiestan en una disminución de la amplitud de las oscilaciones y de la energía total del sistema a lo largo del tiempo. Todos los sistemas reales están amortiguados γ=ω

Actividad Previa a la practica 1. Sistemas Oscilantes Nombre: David Fernando Sustaita Zúñiga mecatrónica

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M.ª. Laura García Quiroga

Hipótesis. Todos los objetos físicos que están en contacto pueden ejercer fuerzas entre ellos. A estas fuerzas de

contacto les damos diferentes nombres, basados en los diferentes tipos de objetos en contacto. Si la fuerza es ejercida por una cuerda, un hilo, una cadena o un cable, la llamamos tensión. En cualquier lugar se encuentran partículas o cuerpos que realizan diferentes tipos de movimientos, entre ellos están los movimientos oscilatorios o vibratorios, los cuales presenciamos todos los días en nuestra vida cotidiana, como por ejemplo: El péndulo de un reloj, los latidos del corazón, las cuerdas de una guitarra, la corriente eléctrica que circula por el filamento de una bombilla y a nivel microscópico la luz, ya que tiene un campo eléctrico y uno magnético oscilando alrededor del tiempo. Dependiendo de las condiciones y de la manera con la cual se introduzca la energía en el sistema, el movimiento oscilatorio puede dividirse o clasificarse en: movimiento armónico simple, movimiento amortiguado y movimiento forzado, los cuales poseen características diferentes y por consecuencia requieren estudios individuales. Cada movimiento describe condiciones específicas, por lo que se utilizan ecuaciones diferentes para cada uno de ellos. Es importante conocerlos, para lograr comprender de manera adecuada y con mayor claridad, cuando se nos presenten en la vida diaria estos tipos de movimientos.

El Movimiento oscilatorio es un movimiento periódico en torno a un punto de equilibrio estable. Los puntos de equilibrio mecánico son, en general, aquellos en los cuales la fuerza neta que actúa sobre la partícula es cero. Si el equilibrio es estable, pequeños desplazamientos darán lugar a la aparición de una fuerza que tenderá a llevar a la partícula de vuelta hacia el punto de equilibrio. Tal fuerza se denomina restauradora.

bibliografías: 1. Landau y Lifshitz. Física Teórica, Mecánica. Editorial Reverté (1970).

2. Goldemberg. Física general y experimental. Editorial Interamericana (1972).

3. Beer F. P., Russel Johnston Jr E. R. Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica. Editorial McGraw-Hill (1990) 4. Gettys, Keller, Skove. Física Clásica y Moderna. Editorial McGraw-Hill (1991). 5. Irodov. Leyes fundamentales de mecánica. Editorial Mir (1981)

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