Definición de Movimiento Armónico Simple

El movimiento armónico simple es un tipo especial de oscilación regular que, aunque relativamente complicado de definir, constituye sin embargo un fenómeno corriente y familiar. Se produce cuando un objeto que está en equilibrio sufre una ligera alteración de esa posición. El ligero balanceo de un péndulo constituye un ejemplo de movimiento armónico simple. Están también, entre otros, el movimiento arriba y abajo de una pesa que cuelga de un muelle vertical y es desplazada ligeramente de su posición de equilibrio, el movimiento vertical de sube y baja de un tubo, lastrado en el fondo, puesto a flotar en un líquido.

El movimiento armónico simple es importante no sólo por ser común, sino también porque cualquier movimiento que puramente no lo sea puede descomponerse en varias componentes que sí lo sean.

Definiciones de términos

El movimiento armónico simple se define como el movimiento de un objeto que oscila a lo largo de una línea cuyo punto medio es el punto de equilibrio, siendo proporcional la aceleración del objeto hacia ese punto a la distancia que lo separa de él. Aunque esta definición es un tanto complicada, tiene una representación visual muy simple: si trazamos una gráfica del desplazamiento contra el tiempo, la curva resultante es una sinusoide. El desplazamiento es un vector con valores positivos cuando el objeto está a un lado de su posición de equilibrio, y con valores negativos cuando está al otro lado.

La amplitud del movimiento es la magnitud del máximo desplazamiento de la posición de equilibrio. Por lo mismo, en una gráfica sinusoidal, la amplitud se puede medir en los vientres de la curva. Pero, a diferencia del desplazamiento, la amplitud no es una cantidad vectorial, por lo que se le asigna siempre un valor positivo.

Como un objeto en movimiento armónico simple oscila con regularidad, tiene un período y una frecuencia. El período es el tiempo que invierte el objeto en completar un ciclo, desde un punto de desplazamiento máximo, pasando por el de equilibrio, hasta el punto opuesto de máximo desplazamiento, para volver al primer punto. La frecuencia es el número de esos ciclos cubiertos en un segundo.

El movimiento armónico simple se caracteriza por una curva sinusoidal que representa una variación del desplazamiento contra el tiempo. El diagrama (derecha) muestra la curva sinusoidal producida por un péndulo simple y por un peso que oscila colgado de un muelle. Las posiciones desde A a E muestran los diferentes desplazamientos de la lenteja del péndulo y del peso oscilante, y la parte correspondiente de la curva sinusoidal. La posición E es equivalente a la A y señala el fin de un ciclo completo y el comienzo del próximo. La amplitud constituye el desplazamiento máximo a partir de la posición de equilibrio