República Bolivariana de VenezuelaRepública Bolivariana de VenezuelaInstituto Universitario PolitécnicoInstituto Universitario Politécnico

Santiago MariñoSantiago MariñoPrograma SAIA – PSM BarinasPrograma SAIA – PSM Barinas

San Felipe Edo. YaracuySan Felipe Edo. Yaracuy

Práctica N° 6Práctica N° 6

Laboratorio de FísicaLaboratorio de FísicaT.S.U. Arles PanzaT.S.U. Arles Panza

C.I. 18.125.318C.I. 18.125.318Escuela de Ingeniería CivilEscuela de Ingeniería Civil

San Felipe, Enero de 2015San Felipe, Enero de 2015

Movimiento Oscilatorio

Movimiento

Estabilidad

Completo

Simple

Equilibrio

MecánicoFuerza

Punto de Equilibrio

Elonga

ción

Mapa Mapa MentalMental MovimientoMovimiento

OscilatorioOscilatorio

Un péndulo simple consiste de una cuerda Un péndulo simple consiste de una cuerda inextensible de longitud (L hasta el centro inextensible de longitud (L hasta el centro de la masa) suspendida verticalmente de la masa) suspendida verticalmente desde un punto fijo (o), a la que se le ha desde un punto fijo (o), a la que se le ha colgado una masa (m), permitiéndole colgado una masa (m), permitiéndole oscilar libremente sobre un plano vertical oscilar libremente sobre un plano vertical del espacio.del espacio.

Esta masa se desplaza desde su posición Esta masa se desplaza desde su posición de equilibrio hasta una altura de equilibrio hasta una altura determinada, en la que la cuerda estirada determinada, en la que la cuerda estirada forma un ángulo θ con la vertical, y se deja caer, forma un ángulo θ con la vertical, y se deja caer, impulsada por su propio peso, para impulsada por su propio peso, para desarrollar una velocidad máxima donde desarrollar una velocidad máxima donde antes se encontraba en reposo. Durante antes se encontraba en reposo. Durante el movimiento oscilatorio, la masa m, el movimiento oscilatorio, la masa m, idealizada como una partícula, describe idealizada como una partícula, describe un semicírculo en su trayectoria.un semicírculo en su trayectoria.

El movimiento del péndulo se puede describir de El movimiento del péndulo se puede describir de 3 maneras:3 maneras:a- Movimiento Oscilatorio, el cual es el cambio a- Movimiento Oscilatorio, el cual es el cambio de estado físico que se repite constantemente.de estado físico que se repite constantemente.b- Movimiento Periódico, el cual de acuerdo a los b- Movimiento Periódico, el cual de acuerdo a los valores variables de sus magnitudes físicas, se valores variables de sus magnitudes físicas, se repite en cierto intervalo de tiempo.repite en cierto intervalo de tiempo.c- Movimiento Armónico Simple, el cual es un c- Movimiento Armónico Simple, el cual es un movimiento oscilatorio y periódico que describe movimiento oscilatorio y periódico que describe una trayectoria recta.una trayectoria recta.

Las fuerzas que actúan sobre este son 2:Las fuerzas que actúan sobre este son 2:a.a.El peso o la masaEl peso o la masab.b.La tensión del hilo con respecto a la masaLa tensión del hilo con respecto a la masaSi se toma la partícula y se ubica en una posición Si se toma la partícula y se ubica en una posición distinta a la inicial y se suelta, la misma distinta a la inicial y se suelta, la misma comenzará a oscilar en el sentido que sea comenzará a oscilar en el sentido que sea impulsada o soltada, es decir, en sentido horario impulsada o soltada, es decir, en sentido horario o en sentido anti horario, describiendo una o en sentido anti horario, describiendo una trayectoria circular o elipsoidal.trayectoria circular o elipsoidal.

El péndulo simple se trata de un sistema que transforma la energía El péndulo simple se trata de un sistema que transforma la energía potencialpotencial(relativa a su altura vertical) en energía cinética (relativa a su (relativa a su altura vertical) en energía cinética (relativa a su velocidad) y viceversa.velocidad) y viceversa.

Esto se debe a la acción de la fuerza gravitatoria “mg” que ejerce la Esto se debe a la acción de la fuerza gravitatoria “mg” que ejerce la Tierra sobre la masa m.Tierra sobre la masa m.

El movimiento oscilatorio resultante queda caracterizado por los El movimiento oscilatorio resultante queda caracterizado por los siguientes parámetros:siguientes parámetros:

Oscilación completa o ciclo: es el desplazamiento de la esfera desde uno de sus Oscilación completa o ciclo: es el desplazamiento de la esfera desde uno de sus extremos más alejados de la posición de equilibrio hasta su punto simétrico extremos más alejados de la posición de equilibrio hasta su punto simétrico (pasando por la posición de equilibrio) y desde este punto de nuevo hasta la (pasando por la posición de equilibrio) y desde este punto de nuevo hasta la posición inicial, es decir, dos oscilaciones sencillas.posición inicial, es decir, dos oscilaciones sencillas.

Periodo: es el tiempo empleado por la esfera en realizar un ciclo u oscilación Periodo: es el tiempo empleado por la esfera en realizar un ciclo u oscilación completa.completa.Frecuencia: es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo.Frecuencia: es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo.Amplitud: es el máximo valor de la elongación o distancia hasta el punto de Amplitud: es el máximo valor de la elongación o distancia hasta el punto de equilibrio, que depende del ángulo α entre la vertical y el hiloequilibrio, que depende del ángulo α entre la vertical y el hilo

Como aplicaciones del movimiento oscilatorio en el área de la Ingeniería Civil, se Como aplicaciones del movimiento oscilatorio en el área de la Ingeniería Civil, se pueden nombrar:pueden nombrar:

a.- Permite determinar la estabilidad y capacidad de soporte de las edificaciones y a.- Permite determinar la estabilidad y capacidad de soporte de las edificaciones y estructuras ante un fenómeno natural como los terremotos.estructuras ante un fenómeno natural como los terremotos.

b.- Permite determinar las especificaciones técnicas de construcción de los puentes, b.- Permite determinar las especificaciones técnicas de construcción de los puentes, sobre todo los colgantes, ya que los mismos están sometidos a dos fuerzas: el viento sobre todo los colgantes, ya que los mismos están sometidos a dos fuerzas: el viento y los terremotos, así como el paso de un número determinado de tráfico.y los terremotos, así como el paso de un número determinado de tráfico.

c.- Permite conocer el movimiento de rotación de la tierra, lo cual indica que el c.- Permite conocer el movimiento de rotación de la tierra, lo cual indica que el planeta se mueve constantemente, y por ende las placas tectónicas se desplazan planeta se mueve constantemente, y por ende las placas tectónicas se desplazan todo el tiempo.todo el tiempo.

Cuando nos referimos oscilaciones, hacemos énfasis al movimiento que realiza un cuerpo alrededor de una posición de equilibrio y sobre una misma trayectoria. Por lo tanto concluimos que movimiento de un péndulo es oscilatorio, y que dicho movimiento es uno de los más comunes en nuestra vida diaria, como por ejemplo el movimiento de una masa atada a un resorte, un péndulo, las vibraciones de una cuerda de un instrumento musical, las hojas de una rama de un árbol, los amortiguadores de un vehículo y otros más. Con el estudio del movimiento oscilatorio identificamos la importancia del mismo, ya que se presencia una fuerza que siempre empuja al objeto hacia la posición de equilibrio.De igual modo las oscilaciones están relacionadas con la Ingeniería Civil, ya que al momento de realizar o ejecutar obras civiles se deben de tomar en cuenta que este movimiento contrarresta a fuerzas externas que actúan ya sea en un edificio, puentes.