Qué sencillo obras movimiento armónico en muelles horizontales y verticales

En física, cuando la fuerza neta que actúa sobre un objeto es elástico (por ejemplo, en un resorte vertical u horizontal), el objeto puede someterse a un movimiento oscilatorio simple llamado movimiento armónico simple.

Un movimiento oscilatorio es uno que se somete a ciclos repetidos.

La fuerza que trata de restaurar el objeto a su posición de reposo es proporcional al desplazamiento del objeto. En otras palabras, que obedece a la ley de Hooke.

Fuerzas elásticas sugieren que el movimiento se acaba de seguir repitiendo (que no es realmente cierto, sin embargo- incluso objetos en manantiales calmen después de un tiempo como la fricción y la pérdida de calor en la primavera cobran su precio). En esta sección se profundiza en un movimiento armónico simple y te muestra cómo se relaciona con movimientos circulares. Aquí, gráfico de movimiento con la onda sinusoidal y explorar conceptos familiares como la posición, velocidad y aceleración.

Echa un vistazo a la pelota de golf en la figura. La pelota se une a un resorte sobre una superficie horizontal sin fricción. Digamos que usted empuja la pelota, comprimiendo el muelle, y luego deja que go- la pelota sale disparada, estirando la primavera. Después de la recta final, la primavera se aleja y una vez más pasa el punto de equilibrio (donde no hay fuerza actúa sobre la bola), disparando hacia atrás pasado. Esto sucede porque la pelota tiene un momento, y cuando la pelota está en movimiento, llevándolo a una parada toma un poco de fuerza. Estas son las diferentes etapas la pelota atraviesa, haciendo coincidir las letras en la figura (y suponiendo que no hay fricción):

• Punto A. La pelota está en el equilibrio, y ninguna fuerza actúa en él. Este punto, en el que el resorte no se estira o se comprime, se denomina punto de equilibrio.

• Punto B. La pelota empuja contra el muelle, y el muelle de toma represalias con fuerza F oponerse a que empujar.

• Puntos B a C. Los comunicados de primavera, y los resortes de bolas a una distancia igual en el otro lado del punto de equilibrio. En este punto, la pelota no se mueve, pero una fuerza actúa sobre él, F, por lo que comienza a volver la otra dirección.

La pelota pasa a través del punto de equilibrio en su camino de regreso al punto B. En el punto de equilibrio, el muelle no ejerce ninguna fuerza sobre la pelota, pero el balón se desplaza a su velocidad máxima. Esto es lo que sucede cuando la pelota de golf rebota y ello inmediatamente empujar la pelota al punto B, y que pasa por el punto A, se mueve al punto C, dispara de nuevo a A, mueve a B, y así sucesivamente: BACABACA, etc. . El punto A es el punto de equilibrio, y los dos puntos B y C son equidistantes del punto A.

¿Qué pasa si la pelota fuera a colgar en el aire en el extremo de un resorte, como la segunda figura muestra? En este caso, la pelota oscila arriba y abajo. Al igual que la bola sobre una superficie en la primera figura, el balón colgado en el extremo de un resorte oscila alrededor del equilibrio posicionamiento de este tiempo, sin embargo, la posición de equilibrio no es el punto en el que no se estira el resorte.

los equilibrio posición se define como la posición en la que no fuerza neta actúa sobre la pelota. En otras palabras, la posición de equilibrio es el punto donde la bola puede simplemente sentarse a descansar. Cuando la primavera es vertical, el peso de la bola a la baja coincide con el tirón de la primavera hacia arriba. Si el X posición de la bola se corresponde con el punto de equilibrio, X_yo, el peso de la bola, mg, debe coincidir con la fuerza ejercida por el resorte. Porque F = kx_yo, usted puede escribir lo siguiente:

mg = kx_yo

La solución para X_yo le da la distancia de los tramos de primavera debido a el peso de la pelota:

Al tirar la pelota hacia abajo o levantar para arriba y luego dejar ir, que oscila alrededor de la posición de equilibrio, ya que la figura muestra. Si la primavera es elástica, la pelota pasa por un movimiento armónico simple verticalmente alrededor del equilibrio posicionamiento la pelota sube una distancia LA y hacia abajo una distancia -LA alrededor de esa posición (en la vida real, la pelota finalmente venir a descansar en la posición de equilibrio, debido a que una fuerza de fricción podría amortiguar este movimiento).

La distancia LA, o qué tan alto el objeto brota, es importante al describir sencilla motion- armónica se llama la amplitud. La amplitud es simplemente la extensión máxima de la oscilación, o el tamaño de la oscilación.