practica relacionada con el movimiento oscilatorio de un objeto y su aplicación en la Ingeniería Civil

1. República Bolivariana de VenezuelaRepública Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario PolitécnicoInstituto Universitario Politécnico
Santiago MariñoSantiago Mariño
Programa SAIA – PSM BarinasPrograma SAIA – PSM Barinas
San Felipe Edo. YaracuySan Felipe Edo. Yaracuy
Práctica N° 6Práctica N° 6
Laboratorio de FísicaLaboratorio de Física
T.S.U. Arles PanzaT.S.U. Arles Panza
C.I. 18.125.318C.I. 18.125.318
Escuela de Ingeniería CivilEscuela de Ingeniería Civil
San Felipe, Enero de 2015San Felipe, Enero de 2015

2. Movimiento
Oscilatorio
Movimiento
Oscilatorio
M
ovim
iento
Estabilidad
Completo
Sim
ple
Equilibrio
Mecánico
Fuerza
Puntode
Equilibrio
Elongación
MapaMapa
MentalMental MovimientoMovimiento
OscilatorioOscilatorio

3. Un péndulo simple consiste de una cuerdaUn péndulo simple consiste de una cuerda
inextensible de longitud (L hasta el centroinextensible de longitud (L hasta el centro
de la masa) suspendida verticalmentede la masa) suspendida verticalmente
desde un punto fijo (o), a la que se le hadesde un punto fijo (o), a la que se le ha
colgado una masa (m), permitiéndolecolgado una masa (m), permitiéndole
oscilar libremente sobre un plano verticaloscilar libremente sobre un plano vertical
del espacio.del espacio.
Esta masa se desplaza desde su posiciónEsta masa se desplaza desde su posición
de equilibrio hasta una alturade equilibrio hasta una altura
determinada, en la que la cuerda estiradadeterminada, en la que la cuerda estirada
forma un ángulo θ con la vertical, y se deja caer,forma un ángulo θ con la vertical, y se deja caer,
impulsada por su propio peso, paraimpulsada por su propio peso, para
desarrollar una velocidad máxima dondedesarrollar una velocidad máxima donde
antes se encontraba en reposo. Duranteantes se encontraba en reposo. Durante
el movimiento oscilatorio, la masa m,el movimiento oscilatorio, la masa m,
idealizada como una partícula, describeidealizada como una partícula, describe
un semicírculo en su trayectoria.un semicírculo en su trayectoria.

4. El movimiento del péndulo se puede describir deEl movimiento del péndulo se puede describir de
3 maneras:3 maneras:
a- Movimiento Oscilatorio, el cual es el cambioa- Movimiento Oscilatorio, el cual es el cambio
de estado físico que se repite constantemente.de estado físico que se repite constantemente.
b- Movimiento Periódico, el cual de acuerdo a losb- Movimiento Periódico, el cual de acuerdo a los
valores variables de sus magnitudes físicas, sevalores variables de sus magnitudes físicas, se
repite en cierto intervalo de tiempo.repite en cierto intervalo de tiempo.
c- Movimiento Armónico Simple, el cual es unc- Movimiento Armónico Simple, el cual es un
movimiento oscilatorio y periódico que describemovimiento oscilatorio y periódico que describe
una trayectoria recta.una trayectoria recta.
Las fuerzas que actúan sobre este son 2:Las fuerzas que actúan sobre este son 2:
a.a.El peso o la masaEl peso o la masa
b.b.La tensión del hilo con respecto a la masaLa tensión del hilo con respecto a la masa
Si se toma la partícula y se ubica en una posiciónSi se toma la partícula y se ubica en una posición
distinta a la inicial y se suelta, la mismadistinta a la inicial y se suelta, la misma
comenzará a oscilar en el sentido que seacomenzará a oscilar en el sentido que sea
impulsada o soltada, es decir, en sentido horarioimpulsada o soltada, es decir, en sentido horario
o en sentido anti horario, describiendo unao en sentido anti horario, describiendo una
trayectoria circular o elipsoidal.trayectoria circular o elipsoidal.

5. El péndulo simple se trata de un sistema que transforma la energíaEl péndulo simple se trata de un sistema que transforma la energía
potencialpotencial
(relativa a su altura vertical) en energía cinética (relativa a su(relativa a su altura vertical) en energía cinética (relativa a su
velocidad) y viceversa.velocidad) y viceversa.
Esto se debe a la acción de la fuerza gravitatoria “mg” que ejerce laEsto se debe a la acción de la fuerza gravitatoria “mg” que ejerce la
Tierra sobre la masa m.Tierra sobre la masa m.
El movimiento oscilatorio resultante queda caracterizado por losEl movimiento oscilatorio resultante queda caracterizado por los
siguientes parámetros:siguientes parámetros:
Oscilación completa o ciclo: es el desplazamiento de la esfera desde uno de susOscilación completa o ciclo: es el desplazamiento de la esfera desde uno de sus
extremos más alejados de la posición de equilibrio hasta su punto simétricoextremos más alejados de la posición de equilibrio hasta su punto simétrico
(pasando por la posición de equilibrio) y desde este punto de nuevo hasta la(pasando por la posición de equilibrio) y desde este punto de nuevo hasta la
posición inicial, es decir, dos oscilaciones sencillas.posición inicial, es decir, dos oscilaciones sencillas.
Periodo: es el tiempo empleado por la esfera en realizar un ciclo u oscilaciónPeriodo: es el tiempo empleado por la esfera en realizar un ciclo u oscilación
completa.completa.
Frecuencia: es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo.Frecuencia: es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo.
Amplitud: es el máximo valor de la elongación o distancia hasta el punto deAmplitud: es el máximo valor de la elongación o distancia hasta el punto de
equilibrio, que depende del ángulo α entre la vertical y el hiloequilibrio, que depende del ángulo α entre la vertical y el hilo

6. Como aplicaciones del movimiento oscilatorio en el área de la Ingeniería Civil, seComo aplicaciones del movimiento oscilatorio en el área de la Ingeniería Civil, se
pueden nombrar:pueden nombrar:
a.- Permite determinar la estabilidad y capacidad de soporte de las edificaciones ya.- Permite determinar la estabilidad y capacidad de soporte de las edificaciones y
estructuras ante un fenómeno natural como los terremotos.estructuras ante un fenómeno natural como los terremotos.
b.- Permite determinar las especificaciones técnicas de construcción de los puentes,b.- Permite determinar las especificaciones técnicas de construcción de los puentes,
sobre todo los colgantes, ya que los mismos están sometidos a dos fuerzas: el vientosobre todo los colgantes, ya que los mismos están sometidos a dos fuerzas: el viento
y los terremotos, así como el paso de un número determinado de tráfico.y los terremotos, así como el paso de un número determinado de tráfico.
c.- Permite conocer el movimiento de rotación de la tierra, lo cual indica que elc.- Permite conocer el movimiento de rotación de la tierra, lo cual indica que el
planeta se mueve constantemente, y por ende las placas tectónicas se desplazanplaneta se mueve constantemente, y por ende las placas tectónicas se desplazan
todo el tiempo.todo el tiempo.

7. Cuando nos referimos oscilaciones, hacemos énfasis al movimiento que realiza un cuerpo
alrededor de una posición de equilibrio y sobre una misma trayectoria.
Por lo tanto concluimos que movimiento de un péndulo es oscilatorio, y que dicho
movimiento es uno de los más comunes en nuestra vida diaria, como por ejemplo el
movimiento de una masa atada a un resorte, un péndulo, las vibraciones de una cuerda de
un instrumento musical, las hojas de una rama de un árbol, los amortiguadores de un
vehículo y otros más.
Con el estudio del movimiento oscilatorio identificamos la importancia del mismo, ya que se
presencia una fuerza que siempre empuja al objeto hacia la posición de equilibrio.
De igual modo las oscilaciones están relacionadas con la Ingeniería Civil, ya que al momento
de realizar o ejecutar obras civiles se deben de tomar en cuenta que este movimiento
contrarresta a fuerzas externas que actúan ya sea en un edificio, puentes.