Movimiento de Proyectiles y Armónico Simple: Conceptos y Aplicaciones

Movimiento de Proyectiles

Un proyectil es un objeto al que se le ha comunicado una velocidad inicial y luego se deja en libertad para que realice un movimiento bajo la acción de la gravedad. La ciencia encargada de estudiar el movimiento de los proyectiles es la balística.

Principio de la Independencia de los Movimientos

Este principio enuncia lo siguiente:

Si un cuerpo tiene un movimiento compuesto, cada uno de los movimientos se cumple como si los demás no existieran.

Movimiento Armónico Simple (MAS)

En cursos anteriores y en el presente, se han estudiado varios tipos de movimiento, entre ellos:

1. Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU): La magnitud de la velocidad es constante y no cambia de dirección.
2. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV): La aceleración es constante, la dirección de la velocidad permanece constante, aunque su módulo varía uniformemente.
3. Movimiento Circular Uniforme (MCU): La magnitud de la velocidad es constante, pero su dirección varía constantemente.

¿Qué es el Movimiento Periódico?

Se llama movimiento periódico a aquel que se repite con características similares en intervalos de tiempo iguales.

Definición de Movimiento Armónico Simple (MAS)

Se llama movimiento armónico simple a un movimiento periódico, en ausencia de rozamiento, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional al desplazamiento y aplicada en la misma dirección, pero de sentido opuesto.

Elementos del Movimiento Armónico Simple

1. Elongación: Es el desplazamiento de la partícula que oscila desde la posición de equilibrio hasta cualquier posición en un instante dado.
2. Amplitud: Es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento máximo a partir de la posición de equilibrio.
3. Período: Es el tiempo requerido para realizar una oscilación o vibración completa.
4. Frecuencia: Es el número de oscilaciones o vibraciones realizadas por la partícula en la unidad de tiempo.
5. Posición de equilibrio: Es la posición en la cual no actúa ninguna fuerza neta sobre la partícula oscilante.

El Péndulo Simple

Un péndulo simple consta de un cuerpo de masa (M) suspendido de un hilo largo de longitud (L) que cumple las siguientes condiciones:

• El hilo es inextensible.
• Su masa es despreciable comparada con la masa del cuerpo.
• El ángulo de desplazamiento (θ) debe ser pequeño.

Para pequeños desplazamientos angulares, el movimiento de un péndulo es armónico simple.

Características del Período de un Péndulo

1. Es independiente de la masa.
2. Es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud.
3. Es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la aceleración de la gravedad.
4. Es independiente de la amplitud (siempre que no exceda de 5°).

Aplicaciones del Péndulo

• Sirve para medir el valor de la aceleración de la gravedad en cualquier lugar de la Tierra.
• Se utiliza como instrumento para medir el tiempo (relojes de péndulo).