O Movemento Harmónico Simple  (MHS)Francisco Mariño Domínguez2º bacharelato  - Física
Entendemos por movemento harmónico simple (MHS) , aquel movemento oscilatorio que se despraza de un lado a ao outro da súa posición de equilibrio a intervalos regularesMHS
Introdución aos MHSMovemento Periódico: A posición, velocidade e aceleración repítense cada certo intervalo de tempoExemplos: barco no mar, bandeira ó vento, péndulo dun  reloxo, moléculas dun sólido,voltaxe e intensidade da corrente alterna.Por que do súa importancia : exemplos de aproximación sinxela  ó movemento  Ondulatorio.
MHSTrátase dunha forza central, dirixidaCara o punto de equilibrio.Se facemos x  =0 entón teremos:0O movemento oscilatorio dun corpo sobre unha traxectoria recta é harmónico cando está sometido a acción dunha forza proporcional ao vector posición
As ecuacións do MHSFaseFase inicial ou Cte de fase:Determina o valor de x   para t =0 (rad). Indícanos cando comeza omovementoElongación: distanciaque en cada instante separa á partícula da súa posición de equilibrio, pode ter valoresPositivos ou negativos. (m)  0Amplitude: valor máximoDa elongación (m)Pulsación: número de períodoscomprendidos en 2π unidadesde tempo (rad/s)
Máis magnitudesPeríodo: Frecuencia:
O Movemento harmónicoT/2	T	2T	Ax= A sen(ωt)Tempo t (s)-A
O Movemento harmónicoT/2	T	2T	AT = 2/x= A sen(ωt)AT = 2/Tempo t (s)-A
Condicións de fase no MHSSabemos que a ecuación xeral do MHS é:Pero, ¿que significa o símbolo  0,  denominado  fase inicial?Caso 1: Cando a masa se atopa na posición de equilibrio e o seu desprazamento inicial é positivo.Caso 2: Cando a masa é levada á posición de máxima elongación positiva e logo  soltámolo = 0 = π/2
Caso 3: Cando a masa atópase na posición de equilibrio e o seu desprazamento inicial é negativo.Caso 4. Cando a masa atópase na posición de máxima elongación negativa e  logo é soltada.Condicións de fase no MHS = π = 3π/2
Ecuación da posición
Ecuación da velocidade
Ecuación da aceleracion
Resumindo
Fíxate neste exemplo (I)
Fíxate neste exemplo (II)
Dinámica do M.H.SNos instrumentos musicaisa frecuencia do son non depende da forza con que se pulsa ou se apreme a  tecla do pianoA frecuencia do movementonon depende da amplitude nin da velocidade inicial
Dinámica do M.H.S
O astronauta Alan L. Bean medindo a súa masa na segundaViaxe do Skylab (1973)Tense determinado que a constante do resorte é de 606 N/m e que a masa da silla é de 12,0 kg. O período de oscilación  calculouse en 2,41 s. ¿Cal é a masa do astronauta?
     A enerxía potencial do MHSCalcularemos o traballo realizado pola forzarecuperadora “F”, para trasladar a masa “m” dende“A”  ata  “B”. Lembra que se trata dunha forza conservativaSe tomamos como orixe X   , onde Ep = 0; teremos:A
     A enerxía total do MHSEnerxía cinéticaEnerxía potencial elástica
A Enerxía do MHSA enerxía non depende da masa.Esta trasvásase continuamente de cinética a potencial
Variación da enerxía potencialca posiciónVariación da enerxía cinéticaca posición
Resumindo novamente
O MCU e o MHSOutro xeito de estudar o movemeno harmónico simple
O MHS - MCUOutro xeito de abordar o estudo do MHS éComparalo co MCU.Pensemos nunha partícula que describe unmovemento circular, máis exactamente na proxección dese punto no eixe X. O MHS pode ser considerado como a proxección dun MCU sobreo diámetro da mesma circunferencia
O MHS - MCU
O MHS - MCU
O MHS - MCU
O péndulo
O pénduloPara que o movemento dun péndulo poda considerarse MHS debe ocorrer nunha traxectoria recta e estar sometida a unha forza recuperadora do tipo F = - K x.Realmente isto conséguese para valores  moi pequenos de θ (< 20º)
Oscilacións amortecidasDicimos que un movemento oscilatorio é amortecido, cando a enerxía mecánicaQue posúe diminúe gradualmente; e como consecuencia as oscilacións diminúen de amplitude co tempo Forza de amortecementoCte: de amortecemento
Oscilacións forzadasChamámoslle oscilacións forzadas ás producidas nun sistema oscilante debido á enerxía subministrada desde o exterior; ese sistema é un oscilador forzado.
Composición do MHS.Cando sobre unha partícula actúansimultaneamente dous MHS da mesma dirección e mesmos períodos, o movementoresultante ten a mesma pulsación e a elongación resultante é a suma das elongacións x1 e x2
Composición do MHS. Curvas de LissajousCando sobre unha partícula actúansimultaneamente dous MHS de direcciónsperpendiculares, con diferentes períodos, amplitudes e desfases obtemos as denominadas figuras de Lissajous
Fenómenos de resonanciaBahía de Fundy ,(Canadá)Mareas de ata 15 m
Fenómenos de resonanciaPonte de Tacoma Narrows , (USA)1940
Fenómenos de resonanciaMonte  St.  Michel , (Francia)Mareas de 9 m

Mhs2bchf

  • 1.
    O Movemento HarmónicoSimple (MHS)Francisco Mariño Domínguez2º bacharelato - Física
  • 2.
    Entendemos por movementoharmónico simple (MHS) , aquel movemento oscilatorio que se despraza de un lado a ao outro da súa posición de equilibrio a intervalos regularesMHS
  • 3.
    Introdución aos MHSMovementoPeriódico: A posición, velocidade e aceleración repítense cada certo intervalo de tempoExemplos: barco no mar, bandeira ó vento, péndulo dun reloxo, moléculas dun sólido,voltaxe e intensidade da corrente alterna.Por que do súa importancia : exemplos de aproximación sinxela ó movemento Ondulatorio.
  • 4.
    MHSTrátase dunha forzacentral, dirixidaCara o punto de equilibrio.Se facemos x =0 entón teremos:0O movemento oscilatorio dun corpo sobre unha traxectoria recta é harmónico cando está sometido a acción dunha forza proporcional ao vector posición
  • 5.
    As ecuacións doMHSFaseFase inicial ou Cte de fase:Determina o valor de x para t =0 (rad). Indícanos cando comeza omovementoElongación: distanciaque en cada instante separa á partícula da súa posición de equilibrio, pode ter valoresPositivos ou negativos. (m) 0Amplitude: valor máximoDa elongación (m)Pulsación: número de períodoscomprendidos en 2π unidadesde tempo (rad/s)
  • 6.
  • 7.
    O Movemento harmónicoT/2 T 2T Ax=A sen(ωt)Tempo t (s)-A
  • 8.
    O Movemento harmónicoT/2 T 2T AT= 2/x= A sen(ωt)AT = 2/Tempo t (s)-A
  • 9.
    Condicións de faseno MHSSabemos que a ecuación xeral do MHS é:Pero, ¿que significa o símbolo 0, denominado fase inicial?Caso 1: Cando a masa se atopa na posición de equilibrio e o seu desprazamento inicial é positivo.Caso 2: Cando a masa é levada á posición de máxima elongación positiva e logo soltámolo = 0 = π/2
  • 10.
    Caso 3: Candoa masa atópase na posición de equilibrio e o seu desprazamento inicial é negativo.Caso 4. Cando a masa atópase na posición de máxima elongación negativa e logo é soltada.Condicións de fase no MHS = π = 3π/2
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
    Dinámica do M.H.SNosinstrumentos musicaisa frecuencia do son non depende da forza con que se pulsa ou se apreme a tecla do pianoA frecuencia do movementonon depende da amplitude nin da velocidade inicial
  • 18.
  • 19.
    O astronauta AlanL. Bean medindo a súa masa na segundaViaxe do Skylab (1973)Tense determinado que a constante do resorte é de 606 N/m e que a masa da silla é de 12,0 kg. O período de oscilación calculouse en 2,41 s. ¿Cal é a masa do astronauta?
  • 20.
    A enerxía potencial do MHSCalcularemos o traballo realizado pola forzarecuperadora “F”, para trasladar a masa “m” dende“A” ata “B”. Lembra que se trata dunha forza conservativaSe tomamos como orixe X , onde Ep = 0; teremos:A
  • 21.
    A enerxía total do MHSEnerxía cinéticaEnerxía potencial elástica
  • 22.
    A Enerxía doMHSA enerxía non depende da masa.Esta trasvásase continuamente de cinética a potencial
  • 25.
    Variación da enerxíapotencialca posiciónVariación da enerxía cinéticaca posición
  • 26.
  • 27.
    O MCU eo MHSOutro xeito de estudar o movemeno harmónico simple
  • 28.
    O MHS -MCUOutro xeito de abordar o estudo do MHS éComparalo co MCU.Pensemos nunha partícula que describe unmovemento circular, máis exactamente na proxección dese punto no eixe X. O MHS pode ser considerado como a proxección dun MCU sobreo diámetro da mesma circunferencia
  • 29.
  • 30.
  • 31.
  • 32.
  • 33.
    O pénduloPara queo movemento dun péndulo poda considerarse MHS debe ocorrer nunha traxectoria recta e estar sometida a unha forza recuperadora do tipo F = - K x.Realmente isto conséguese para valores moi pequenos de θ (< 20º)
  • 34.
    Oscilacións amortecidasDicimos queun movemento oscilatorio é amortecido, cando a enerxía mecánicaQue posúe diminúe gradualmente; e como consecuencia as oscilacións diminúen de amplitude co tempo Forza de amortecementoCte: de amortecemento
  • 35.
    Oscilacións forzadasChamámoslle oscilaciónsforzadas ás producidas nun sistema oscilante debido á enerxía subministrada desde o exterior; ese sistema é un oscilador forzado.
  • 36.
    Composición do MHS.Candosobre unha partícula actúansimultaneamente dous MHS da mesma dirección e mesmos períodos, o movementoresultante ten a mesma pulsación e a elongación resultante é a suma das elongacións x1 e x2
  • 37.
    Composición do MHS.Curvas de LissajousCando sobre unha partícula actúansimultaneamente dous MHS de direcciónsperpendiculares, con diferentes períodos, amplitudes e desfases obtemos as denominadas figuras de Lissajous
  • 38.
    Fenómenos de resonanciaBahíade Fundy ,(Canadá)Mareas de ata 15 m
  • 39.
    Fenómenos de resonanciaPontede Tacoma Narrows , (USA)1940
  • 40.
    Fenómenos de resonanciaMonte St. Michel , (Francia)Mareas de 9 m