Bitmar Amaro Fisica

1. Instituto Universitario de Tecnología
“Antonio José de Sucre”
Extensión. Barquisimeto
INTEGRANTE:
Amaro Bitmar
SECCION:
S5

2. Trabajo y Energía en el Movimiento: Armónico Simple
Es un movimiento vibratorio bajo la acción de una fuerza recuperadora
elástica, proporcional al desplazamiento y en ausencia de todo rozamiento.
El movimiento Armónico Simple, un movimiento que se explica en el
movimiento armónico de una partícula tiene como aplicaciones a los péndulos,
es así que podemos estudiar el movimiento de este tipo de sistemas tan
especiales, además de estudiar las expresiones de la Energía dentro del
Movimiento Armónico Simple
Solemos decir que el sonido de una determinada nota musical se representa
gráficamente por la función seno. Ésta representa un movimiento vibratorio
llamado movimiento armónico simple, que es aquel que se obtiene cuando los
desplazamientos del cuerpo vibrante son directamente proporcionales a las
fuerzas causantes de este desplazamiento.
Un ejemplo de este movimiento se puede encontrar a partir del
desplazamiento de un punto cualquiera alrededor de toda la longitud de una
circunferencia.
Elementos:
1. Oscilación o vibración: es el movimiento realizado desde cualquier posición
hasta regresar de nuevo a ella pasando por las posiciones intermedias.
2. Elongación: es el desplazamiento de la partícula que oscila desde la
posición de equilibrio hasta cualquier posición en un instante dado.
3. Amplitud: es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento máximo a
partir de la posición de equilibrio.
4. Periodo: es el tiempo requerido para realizar una oscilación o vibración
completa. Se designa con la letra "t".
5. Frecuencia: es el número de oscilación o vibración realizadas en la unidad
de tiempo.
6. Posición de equilibrio: es la posición en la cual no actúa ninguna fuerza
neta sobre la partícula oscilante.
Relación entre el M.A.S. y el Movimiento Circular Uniforme

3. El M.A.S. de un cuerpo real se puede considerar como el movimiento de la
"proyección" (sombra que proyecta) de un cuerpo auxiliar que describiese un
movimiento circular uniforme (M.C.U.) de radio igual a la amplitud A y
velocidad angular ω, sobre el diαmetro vertical de la circunferencia que
recorre.
En lo siguiente podrás visualizar dicha relación.
Vamos a establecer una relación entre un movimiento vobratorio armónico
simple y el movimiento circular uniforme. Esto nos va a permitir dos cosas:
- Hallar la ecuación del MAS sin tener que recurrir a cálculos matemáticos
complejos.
- Conocer de donde vienen algunos de los conceptos que usamos en el MAS,
como frecuencia angular o el desfase.
Observando el applet que viene a continuación. Tememos inicialmente el
resorte azul, que oscila verticalmente. En la circunferencia tienes un punto
negro que gira con movimiento circular uniforme, ocupando en cada instante
una posición en la circunferencia. Traza mentalmente la proyección de esa
posición sobre el diámetro vertical de la circunferencia. En cada momento,
la masa que cuelga del resorte ocupa una posición determinada. Observa
que la posición de la masa del resorte coincide exactamente con la
proyección de la posición del objeto sobre el diámetro, que verás en forma
de línea azul en el diámetro vertical.
Sistema masa resorte
El sistema masa resorte está compuesto por una masa puntual, un resorte
ideal una colgante y un punto de sujeción del resorte..
El resorte ideal puede ser un resorte de alto coeficiente de elásticidad y
que no se deforma en el rango de estiramiento del resorte.La ecuación de
fuerzas del sistema masa resorte es: m a = – k x donde x es la posición
(altura) de la masa respecto a la línea de equilibrio de fuerzas del sistema, k
es la constante de elasticidad del resorte y m la masa del cuerpo que es
sometido a esta oscilación. Esta ecuación puede escribirse como :m d2 x/d
t2 = – k x cuya solución es x = Am sin ( w t + ø), donde: Am es la máxima
amplitud de la oscilación, w es la velocidad angular que se calcula como ( k
/m) 0,5. La constante ø es conocida como ángulo de desface que se utiliza
para ajustar la ecuación para que calce con los datos que el observador

4. indica.
De la ecuación anterior se puede despejar el periodo de oscilación del
sistema que es dado por: T = 2 pi (m/k)0,5 A partir de la ecuación de
posición se puede determinar la rapidez con que se desplaza el objeto: Vs =
valor absoluto de ( dx /dt). Vs = |Am (k/m)0,5 * cos(wt + ø) |. En la
condición de equilibrio la fuerza ejercida por la atracción gravitacional
sobre la masa colgante es cancelada por la fuerza que ejerce el resorte a
ser deformado. A partir de esta posición de equilibrio se puede realizar un
estiramiento lento hasta llegar a la amplitud máxima deseada y esta es la
que se utilizará como Am de la ecuación de posición del centro de masa de la
masa colgante. Si se toma como posición inicial la parte más baja, la
constante de desface será – pi/2, pues la posición se encuentra en la parte
más baja de la oscilación.
Péndulo Simple
Se denomina péndulo a un cuerpo que puede girar a un eje que no pase por su
centro de masas o de gravedad, describiendo un movimiento armónico
simple. El péndulo simple o matemático es aquel que se considera formado
por una masa puntual o de pequeñas extensiones suspendida del extremo de
un hilo, que se supone inextensible y sin masa, de forma que pueda oscilar
respecto al otro extremo del hilo que se supone fijo.
El cuerpo estará en la posición de equilibrio cuando el centro de gravedad
de la masa m esté en la vertical del punto de suspensión O, es decir, cuando
la masa esté en la posición C. Si llevamos m al punto A y lo abandonamos, el
péndulo comenzará a oscilar describiendo el arco ABC; debido a la velocidad
adquirida sobrepasará C y llegará hasta D, punto en el que la velocidad
volverá a anularse y comenzará el descenso en sentido contrario. Si no
existiera resistencia del aire ni rozamiento en el punto O, el movimiento
sería indefinido, pero en la práctica esta inexistencia de fuerzas
resistentes es imposible y el movimiento se va amortiguando hasta pararse.
El movimiento pendular se irá repitiendo de forma periódica, por lo menos
idealmente. También se lo denomina movimiento oscilatorio.
La justificación teórica de este movimiento es sencilla.

5. Si observamos la figura veremos que: el peso P e la masa puntual ( o pequeña
esfera) m, cuando está en la posición A, se descompone en dos fuerzas, F y
T. La fuerza T es asumida o contrarrestada por la tensión del hilo
suspendido en O. La fuerza F hará que la masa se desplace en su dirección
pues no hay nada que equilibre su efecto.
La fuerza F irá disminuyendo a medida que la masa se acerque a la posición
de equilibrio, tal como muestra en la posición B la figura, hasta que la única
componente sea vertical (posición C). Superada la posición de equilibrio a
causa de la energía cinética adquirida en su caída, la masa ascenderá hasta
D con una fuerza en oposición cada vez mayor, que alcanzará en dicho
extremo de la trayectoria, para volver a descender hasta C, y así
sucesivamente se irá repitiendo el movimiento de vaivén.
Hidrostática
La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos
en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su
movimiento o posición.
Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de
adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le
da el nombre de fluidez.
Son fluidos tanto los líquidos como los gases, y su forma puede cambiar
fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas.
Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el
principio de Pascal y el principio de Arquímedes.
Principio de Pascal
En física, el principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y
matemático francés Blaise Pascal (1623-1662).
El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre un fluido no
compresible contenido en un recipiente indeformable se transmite con igual
intensidad en todas las direcciones y a todas partes del recipiente.
Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa
hidráulica la cual funciona aplicando este principio.

6. Definimos compresibilidad como la capacidad que tiene un fluido para
disminuir el volumen que ocupa al ser sometido a la acción de fuerzas.
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sólido sumergido total o
parcialmente en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba con
una fuerza igual al peso del volumen de fluido desalojado.
El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho
fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del
objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente.
Propiedades de los fluidos
Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y
características del mismo tanto en reposo como en movimiento.
Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido.
Propiedades primarias o termodinámicas:
Densidad
Presión
Energía interna
Entalpía
Entropía
Calores específicos