Movimiento armónico simple

Qué aprenderás

• En un movimiento armónico simple la posición oscila sinusoidalmente y la aceleración apunta hacia el equilibrio
• Aplicar la regla del tema con pasos justificados y comprobar el resultado.
• Resolver y aprobar la hoja de ejercicios antes de continuar.

Conceptos del tema

En un movimiento armónico simple la posición oscila sinusoidalmente y la aceleración apunta hacia el equilibrio.

Amplitud y frecuencia son magnitudes distintas.

La fase fija el estado inicial.

Cómo interpretar este tema

El primer paso es elegir un modelo físico y sus hipótesis. Pregunta qué fenómeno describe el enunciado, qué magnitudes intervienen y qué se supone constante. Una fórmula válida para aceleración constante, por ejemplo, no sirve automáticamente para cualquier movimiento.

Representa los datos con sus unidades y fija un sentido positivo cuando haya direcciones. Despeja la incógnita antes de sustituir. La coherencia de unidades es una comprobación independiente: una rapidez debe tener unidades de longitud dividida entre tiempo, y no de longitud multiplicada por tiempo.

Detalles para comprender la regla

La amplitud es el coeficiente delante del coseno, expresado en las unidades de x.

a = −ω²x tiene signo opuesto a x para ω distinto de cero.

ω mide cambio de fase angular por tiempo: radianes por segundo.

Ejemplo resuelto

Estudia x(t) = 2 cos(3t), con x en metros y t en segundos.

1. La amplitud es 2 m.
2. La frecuencia angular es 3 $\frac{rad}{s}$.
3. En t = 0, x = 2 m y la aceleración es −9·2 = −18 $\frac{m}{s^{2}}$.

Cómo practicar

1. Describe el fenómeno y las hipótesis del modelo.
2. Anota los datos, conviértelos a unidades compatibles y fija los signos.
3. Dibuja un esquema o consulta la gráfica del tema si está disponible.
4. Despeja la incógnita, sustituye y comprueba las unidades del resultado.

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Recursos para profundizar

• Física universitaria · OpenStax, volumen 1 ↗

  Consulta las definiciones y el capítulo relacionado con este tema. Lectura de referencia en inglés.

• Laboratorio de Física ↗

  Explora movimiento, fuerzas, energía, circuitos y ondas con simulaciones.