Física

Spring Mass Oscillator


Un oscilador ideal de resorte de masa es un modelo físico que consiste en un resorte sin masa que puede deformarse sin perder sus propiedades elásticas, denominado hooke springy un cuerpo de masa m eso no se deforma bajo la acción de ninguna fuerza.

Este sistema es físicamente imposible ya que un resorte, por ligero que sea, nunca se considerará un cuerpo sin masa y después de cierta deformación perderá su elasticidad. Mientras que un cuerpo de cualquier sustancia conocida, cuando se aplica una fuerza, se deforma, incluso si es de medidas insignificantes.

Aun así, para las condiciones que queremos calcular, este es un sistema muy eficiente. Y bajo ciertas condiciones, se puede obtener un oscilador de resorte de masa muy de cerca.

Por lo tanto, podemos describir dos sistemas básicos de masa de resorte, que son:

Oscilador de masa horizontal de resorte

Consiste en un resorte con constante elástica K de masa insignificante y un bloque de masa m, colocado en una superficie sin fricción, como se muestra en la figura a continuación:

Como el resorte no está deformado, se dice que el bloque está en una posición de equilibrio.

Al cambiar la posición del bloque a un punto en x, será actuado por una fuerza restauradora regida por la ley de Hooke, a saber:

Como la superficie no tiene fricción, esta es la única fuerza que actúa sobre el bloque, de ahí la fuerza resultante que caracteriza a un MHS.

Por lo tanto, el período de oscilación del sistema viene dado por:

Al considerar la superficie sin fricción, el sistema oscilará con una amplitud igual a la posición en la que se abandonó el bloque en x, de modo que:

Entonces podemos hacer algunas observaciones sobre este sistema:

  • El bloque con resorte realiza un MHS;
  • El alargamiento del MHS es igual a la deformación del resorte;
  • En el equilibrio, la fuerza resultante es cero.

Video: Oscillations Demo: Mass Spring System (Julio 2020).