Oscilaciones y ondas (fenómenos periódicos)
Aplicaciones_de_MAS.pdf (266636)
$$p(\lambda)=\lambda^{2}+\omega^{2}$$
cuyas raíces son:
$$\lambda_{1}=j\omega\quad\lambda_{2}=-j\omega$$
$$\omega\neq0$$x(t) es la elongación, t es el tiempo, A es la amplitud o elongación máxima,ω es la frecuencia angular, ϕ es la fase inicial
$$x\left(t\right)=A\cos\left(\omega t+\varphi\right)$$
Péndulo físico
Vibraciones forzadas y resonancia
Para el movimiento forzado se tiene que depende explícitamente del tiempo. (ahora se tiene adicionalmente una fuerza que depende del tiempo) .En principio, la dependencia funcional elegida era la funcion coseno En el caso del movimiento forzado existen unas herramienta matemática llamadas análisis de Fourier Fasores, que plantean que cualquier función del tiempo puede ser pensada como una combinación particular de senos y cosenos, con frecuencias y desfasajes determinados. Así que aprender cómo resolver el caso de un forzado tipo coseno nos va a abrir las puertas para poder resolver forzados mucho más complicados (no lo vamos a hacer en este curso).Volvamos al problema. Si no estuviera lafuerza externa sabemos, por lo visto antes,que debido a la existencia de la fuerza de arrastre Fa, que se opone en todo momento a la velocidad de la masita y por lo tantoactúa desacelerando al cuerpo, el oscilador evolucionará hasta eventualmente detenerse. Sin embargo veremos que la presencia de una fuerza externa Fextcambia cualitativamente el comportamiento de este sistema. Para entender esto se formula l la ecuación de movimiento que vincula la aceleración de la masa y las fuerzas a las que está sometida. Si un oscilador amortiguado es impulsado por una fuerza externa, la solución a la ecuación de movimiento tiene dos partes, una transitoria y otra de estado estacionario, las cuales deben utilizarse juntas, para adaptarse a las condiciones del contorno físico del problema. La ecuación de movimiento es de la forma
$$\ddot{x}+\dfrac{b}{m}\dot{x}+\omega_{0}^{2}x=F_{0}\cos\left(\omega_{i}+\phi_{i}\right)$$
y tiene una solución general$$x\left(t\right)=A_{h}e^{\dfrac{-bt}{2m}}\sin\left(\omega^{\prime}t+\phi\right)+A_{i}\cos\left(\omega t-\phi\right)$$