Modulo De Young

Hay muchos objetos que vibran u oscilan; un objeto en el extremo de un resorte, un diapasón, el volante de un reloj, un columpio, un péndulo, la hoja de un árbol en presencia de brisa, las cuerdas de una guitarra o de un piano.

Las arañas localizan a su presa por las vibraciones de la telaraña; los automóviles oscilan hacia arriba y hacia abajo cuando pasan por un bache, los edificios y los puentes vibran cuando pasan frente a ellos un camión pesado o cuando el viento es intenso. En realidad, puesto que la mayor parte de los sólidos son elásticos, gran parte de los objetos materiales vibran, al menos brevemente, cuando se les da un impulso. En los aparatos de radio y televisión tienen lugar las oscilaciones eléctricas. A nivel atómico, los átomos vibran dentro de una molécula y los átomos de un sólido vibran respecto a sus posiciones relativamente fijas.

Las vibraciones y el movimiento oscilatorio son temas íntimamente ligados. Las ondas, ya sean del mar, de una cuerda, de un terremoto o del sonido en el aire, tienen como origen una vibración.

Cuando se arroja una piedra a un lago o estanque de agua, las moléculas cercanas al punto donde cayó la piedra oscilan y dan origen a una onda que se mueve hacia fuera del lago. De igual manera, las vibraciones generadas en una cuerda sujeta por uno de sus extremos, generan ondas que se propagan a lo largo de dicha cuerda. Las ondas en el agua y en una cuerda son ejemplos de movimientos oscilatorios.

ACTIVIDAD 1.

1. Realiza una lectura comprensiva del texto. Recuerda que si es necesario leerlo varias veces para comprender totalmente lo que se quiere comunicar, no dudes hacerlo. Anímate.

2. Resalta las palabras desconocidas y trata de darles un significado, de acuerdo con lo leído. Luego busca su significado en un diccionario. Coincide con el significado que le diste?

3. Elabora una consulta acerca de las curiosidades de los animales con respecto a la percepción de vibraciones. Presenta un resumen de ella en un octavo de cartulina. No olvides presentación adecuada, creatividad y estética.

En la naturaleza hay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales de tiempo, estos son llamados movimientos periódicos. En Física se ha idealizado un tipo de movimiento oscilatorio, en el que se considera que sobre el sistema no existe la acción de las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipación de energía y el movimiento se mantiene invariable, sin necesidad de comunicarle energía exterior a este. Este movimiento se llama MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE (MAS); una aplicación de este se da en los péndulos.

ACTIVIDAD 2. Desarrolla en la carpeta de apuntes.

1. Consultar las unidades de medida de cada uno de los elementos del movimiento armónico simple

Elemento

Símbolo

Unidad

2. Cuál es el periodo de una onda que tiene una frecuencia de 4 Hz.

3. Cuál es el periodo de una onda que tiene una frecuencia de 6 KHz.

4. Cuál es la frecuencia de una onda que completa un ciclo en 5s.

5. Cuál es la frecuencia de una onda que completa un ciclo en 15 microsegundos.

6. Una persona posee un instrumento que puede golpear el agua 4 veces en 2 segundos ¿Cuál es la frecuencia en Hertz? ¿Cuál es el valor de su periodo del instrumento?

8. En una fiesta los parlantes oscilaron 57600 veces en cuatro horas. ¿ Cuál fue su periodo en segundos?

9. Un diapasón vibra con una frecuencia de 440 Hz ¿Cuántas vibraciones ocurren en 1 minuto?

10. Un objeto ejecuta un movimiento armónico simple con un periodo de 0.84 s. Determinar: la frecuencia y la frecuencia

11. Un objeto oscila con frecuencia angular w=8 rad/s. Hallar la frecuencia y el periodo del movimiento.

Como sucede con cualquier movimiento, podemos

describirlo físicamente de dos maneras diferentes:

cinemáticamente, es decir, estudiando cómo varían la posición, velocidad y aceleración del punto móvil, y

dinámicamente, estudiando las causas (fuerzas) que

originan dicho movimiento. La definición desde el punto de vista cinemático del M.A.S. hace referencia a cómo varían la posición, velocidad y aceleración del punto móvil sobre la trayectoria.

El movimiento armónico simple es el movimiento que

resulta de proyectar un movimiento circular uniforme

sobre uno cualquiera de los ejes de la circunferencia o trayectoria descrita en dicho movimiento circular.

Supóngase un cuerpo que rota en torno a un eje a

velocidad constante. Si mediante un foco de luz suficientemente alejado se iluminase el cuerpo y su

sombra se recogiese en una pantalla, se observaría

cómo mientras el cuerpo describe su trayectoria circular, la sombra realiza un movimiento de vaivén, que es precisamente un movimiento armónico simple

En la gráfica se observan la posición, velocidad y aceleración durante una oscilación completa o periodo de movimiento T.

En la gráfica se observa la relación que existe entre el M.A.S. y el movimiento circular uniforme. El radio de la circunferencia corresponde a la amplitud del movimiento y una vuelta completa se realiza en un periodo T.

VELOCIDAD DURANTE UNA OSCILACIÓN

ACELERACIÓN DURANTE UNA OSCILACIÓN

FUERZA RECUPERADORA

ACTIVIDADES PROPUESTAS 2. Resuelve en tu carpeta de apuntes

1. Un punto material oscila con un movimiento armónico simple de 20 Hz de frecuencia. Calcular su periodo y su pulsación o frecuencia.

2. Un móvil describe un MAS. De 5 cm de amplitud y 1,25 s de periodo.

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