Rebote elástico
Quizá hayas observado alguna vez un juguete colgado de un resorte, y que al jalarlo sube y baja en un movimiento de vaivén. Si no existiera fricción, el movimiento perduraría por siempre, pero como no se puede evitar, el juguete se detiene tarde o temprano. Si consideramos un intervalo pequeño de tiempo, el movimiento casi no se amortigua, por lo que se puede considerar un movimiento armónico simple.
Punto de referencia
Si tomas como punto de referencia la posición en que estaba colgado el juguete antes de jalarlo, puedes encontrar la ecuación que describe este movimiento armónico simple.
Recordarás que un resorte se comporta de acuerdo con la Ley de Hooke, dentro de cierto rango de la fuerza, donde F es la fuerza aplicada al resorte, k es la constante de recuperación o módulo de elasticidad y x es el desplazamiento desde la posición de equilibrio.
Fuerza de restitución
F = -kx: el signo negativo representa que la fuerza de restitución del resorte va en sentido contrario al desplazamiento. Si el resorte se estira, el desplazamiento es hacia abajo y viceversa cuando el resorte se comprime.
Amplitud A
Cuando el juguete alcanza su desplazamiento máximo, llamado amplitud A, se detiene. Nuevamente regresa y pasa por su posición de equilibrio (el punto donde el juguete estaba quieto) y ahora se desplaza hacia el otro extremo de la posición de equilibrio realizando un desplazamiento máximo pero negativo. Es evidente que se requiere jalar el juguete hacia uno de los extremos para que comience su movimiento, ya que si no se hace, no podrá empezar a oscilar.
Periodo T
El periodo T representa el tiempo que describe este movimiento desde que lo soltamos hasta que regresa al mismo punto, es decir, el tiempo que tarda en realizar una oscilación completa. Dado que este movimiento se repite varias veces más, se puede considerar como la componente vertical de un movimiento circular uniforme, donde una oscilación completa representa una vuelta de la circunferencia (2π).
Actividad H5P
Comprueba lo que aprendiste y participa en este desafío.