15 de noviembre de 2010

Tras pensarlo un ratejo...

Hoy, yendo a mis preciadas clases se me pasó por la cabeza una cosa (sobre todo después de darme cuenta del suspenso en Física) y es que voy a escribir aquí lo que vaya haciendo en Física, así se me va quedando en esta maldita cabeza, porque, de verdad, todavía no entiendo porqué nos hacen tener que aprendernos las fórmulas... ¿En serio te crees que no las voy tener enfrente si trabajo alguna vez de Físico? Dios mío...

En fin, como mañana tengo examen precisamente de Física, hoy vamos a dar un repasillo a Cinco temas ^^

(Atención, no leer más a los que las fórmulas les hagan sangrar los ojos)





Empezamos:

Tema 1: Movimiento Armónico Simple. (MAS)

Un Movimiento Oscilatorio es un movimiento de vaivén periódico respecto a una posición de equilibrio (un péndulo o un muelle, vamos). Algunas características:

- Amplitud: Distancia más grande respecto al Punto de Equilibrio (PE).
- Periodo: Tiempo que tarda en dar una oscilación completa (ida y vuelta)
- Frecuencia: Oscilaciones que da en un tiempo determinado.

Los MAS se producen por fuerzas que en todo momento son directamente proporcionales al desplazamiento de la partícula que vibra y dirigida a la posición de equilibrio (fuerza recuperadora), que produce una aceleración proporcional a la elongación.  (=S)

Es decir, que un MAS es consecuencia de que todo el rato actuan unas fuerzas que son proporcionales al desplazamiento (la posición en un momento) y la fuerza está dirigida al PE, por lo tanto, hay una aceleración proporcional a la elongación (posicion en un momento), es decir, cuanta menos distancia al PE más velocidad (y aceleración) y cuanto más alejado menor. Tal que en la distancia máxima (Amplitud) la velocidad y aceleración es 0. Y en el PE la Amplitud es 0 y la velocidad y aceleración es máxima. (Es obvio ¿no?).

Ecuaciones del MAS

Antes que nada, decir que un MAS es un movimiento circular pero SOLO su proyección en el eje x (por eso hace un movimiento de vaivén) y esa es la explicacion de que tenga ángulo, movimiento angular y demas:


P = Partícula que se mueve y crea el MAS
r = distancia (Amplitud)
alfa = angulo que forma en cada instante la partícula
Px = esa es la elongación instantánea.

Como se puede observar, en el MAS solo se considera el eje horizontal.


- Fuerza que actúa (lo descrito anteriormente).
f = Fuerza
K = Constante
x = Distancia instantánea


- Velocidad angular: No es nada más que los angulos que recorre en un tiempo.



- Radio: Es la distancia máxima, es decir, es la Amplitud (cte.)

- Para hallar el ángulo se usa la ecuacion del seno:

- La ecuación del desplazamiento en un tiempo determinado (elongación instantánea) es la siguiente:


Y con sus explicaciones de cada cosa:
- El Periodo (explicado antes, pero bueno) Tiempo en una vuelta:


- La Frecuencia es lo contrario al periodo, es decir, vueltas en un tiempo.


Ahora las cosas se empiezan a complicar un poquito, ya que por ahora solo hemos sabido hallar la elongación instantánea, la velocidad angular, el periodo y la frecuencia, que son datos necesarios, pero ahora nos toca subir de nivel y saber como es la velocidad lineal y la aceleración =D


- Velocidad: La velocidad de una partícula es la derivada del espacio respecto al tiempo. Es decir:


- La velocidad máxima dijimos que se daba cuando la amplitud era cero, (x=0), por lo que dentro de la raiz se quedaría solo el A^2 por lo que saldría. Pero también puede verse como cuando el angulo es 0, por lo que el seno es cero, por lo que x = 0, de nuevo ;)

- Aceleración, es la derivada de la velocidad con respecto al tiempo (no, no voy a hacer la demostración ahora, tranquilos, es simple de todas formas) y la aceleración máxima es, como dijimos antes, cuando la amplitud es máxima, por lo que x se substituye por A y ya está =D

Bien, despues de este repaso por las velocidades y aceleraciones (este tema es un aburrimiento, lo se, pero se me está quedando =D). Hay que ver cosas un poquito más en profundidad:
Por ejemplo, la primera ecuación que hay es la de F = -K*x ¿no? Pero... ¿Porqué? Pues es muy simple:
¿La fuerza a qué ha sido igual toda la vida de Dios? a masa por aceleración, correcto, es decir F = m*a. 
Y aquí, con lo listos que somos, decimos, ei! ei! ei! ei! que la acerelación me la sé, que esta siete lineas mas arriba =D en efecto, substituyendo obtendríamos: F = - m * x * w^2  [vemos que la fuerza es negativa por la aceleración O.O (ya que es hacia el centro)]
y de aquí, nosotros que somos tan inteligentes decimos: oye, pero aqui ocurre una cosa rara, porque la velocidad angula (w) y la masa (m) son constantes, no varían en todo el MAS, por lo tanto lo único que varía es el desplazamiento instantaneo ¿no?
Bien, pues SI, y como no podemos dejarlo asi, a m*w^2 lo llamas K. por lo que la ecuación nos queda         F = - K * x (como habíamos dicho al principio)

Aqui lo tienes todo en una linea:


¿Y ahora, qué diablos nos queda del endemoniado MAS?
Pues casi nada, simplemente ver la energía (mecanica, cinética, etc.) de la partícula, y algún que otros truquitos por ahi perdidos ;)

Pues sin más dilación, vayamos con la "Magnífica" Energía:

- Energía cinética. Sabemos que es la ya mítica Ec = 1/2 m*v^2 (un medio de masa por velocidad al cuadrado). Y tenemos dos ecuaciones (por distintos métodos):


- Energía Potencial: Como es un trabajo, es negativa. y se haya con la integración desde 0 hasta x de la fuerza con respecto a x.
La energía mecánica es la misma que la potencial pero en su extremo (donde no hay Ec) por lo tanto x es A.



Algunas cosas curiosas, y, sobre todo, a tener en cuenta en un examen XD:

- Cuando el MAS se produce en un resorte vertical (un muelle con un peso, por ejemplo), algunas ecuaciones cambian, como la frecuencia, la velocidad angular y por tanto la constante (K) [si, la de F= -K*x]

- Igualdades MUY necesarias saberselas:


Bueno, y con esto último doy por concluido el primer tema: Movimiento Armónico Simple ^^ voy a hacer un ejercicio para despejar algunas dudas =D

1)Una masa con mas tiene una velocidad de 2.0 m/s cuando se encuentra a 0.050 m de la posicion de equilibrio, y cuando se encuentra a 0.020 m de dicha posición la velocidad es de 3.0 m/s. Calcula la frecuencia angular y la amplitud.

Bien, antes que nada, hay que representarlo =D


Ahora pensamos un poco... tenemos la velocidad en dos puntos, tenemos la velocidad y la x, nos falta la velocidad angular y la amplitud, y, claro, tenemos dos ecuaciones con dos incognitas:








Muchas Gracias, y lo siento por el peñazo de entrada, pero está interesante la verdad ;)
Ahora me toca las ondas u.U

No hay comentarios:

Publicar un comentario