Movimiento Armónico Simple y Ondas Mecánicas
¿Alguna vez te has preguntado por qué un muelle rebota de forma tan predecible? El movimiento armónico simple es la clave para entenderlo, y es más sencillo de lo que parece.
La ecuación básica x(t) = A senωt+φ0 te dice exactamente dónde estará una partícula en cualquier momento. Aquí, A es la amplitud (qué tan lejos llega), ω es la frecuencia angular (qué tan rápido oscila), y φ₀ es el desfase inicial (dónde empieza).
La velocidad máxima es vₘₐₓ = Aω, mientras que la aceleración máxima es aₘₐₓ = ω²A. Fíjate que la aceleración siempre apunta hacia el centro, por eso lleva signo negativo: a(t) = -Aω² senωt+φ0.
¡Dato clave! La energía mecánica total Em = ½mA²ω² se mantiene constante, pero se intercambia continuamente entre energía cinética y potencial.
Para las ondas armónicas, la fórmula se extiende: y(x,t) = A senωt±kx+φ0. El signo determina la dirección: menos (-) para ondas que van hacia la derecha, más (+) para las que van hacia la izquierda.