Ecuaciones clave

Ecuaciones clave

Relación entre frecuencia y periodo f=1Tf=1T
Posición en SHM conϕ=0,00Posición en SHM conϕ=0,00 x(t)=Acos(ωt)x(t)=Acos(ωt)
Posición general en SHM x(t)=Acos(ωt+ϕ)x(t)=Acos(ωt+ϕ)
Velocidad general en SHM v(t)=–Aωsen(ωt+ϕ)v(t)=–Aωsen(ωt+ϕ)
Aceleración general en SHM a(t)=–Aω2cos(ωt+ϕ)a(t)=–Aω2cos(ωt+ϕ)
Desplazamiento máximo (amplitud) del SHM xmáx.=Axmáx.=A
Velocidad máxima de SHM |vmáx.|=Aω|vmáx.|=Aω
Aceleración máxima de SHM |amáx.|=Aω2|amáx.|=Aω2
Frecuencia angular de un sistema masa-resorte en SHM ω=kmω=km
Periodo de un sistema masa-resorte en SHM T=2πmkT=2πmk
Frecuencia de un sistema masa-resorte en SHM f=12πkmf=12πkm
Energía en un sistema masa-resorte en SHM ETotal=12kx2+12mv2=12kA2ETotal=12kx2+12mv2=12kA2
La velocidad de la masa en un sistema resorte-masa
en SHM
v=±km(A2–x2)v=±km(A2–x2)
El componente x del radio de un disco giratorio x(t)=Acos(ωt+ϕ)x(t)=Acos(ωt+ϕ)
El componente x de la velocidad del borde de un disco giratorio v(t)=–vmáx.sen(ωt+ϕ)v(t)=–vmáx.sen(ωt+ϕ)
El componente x de la aceleración del borde
de un disco giratorio
a(t)=–amáx.cos(ωt+ϕ)a(t)=–amáx.cos(ωt+ϕ)
Ecuación de fuerza para un péndulo simple d2θdt2=–gLθd2θdt2=–gLθ
Frecuencia angular de un péndulo simple ω=gLω=gL
Periodo de un péndulo simple T=2πLgT=2πLg
Frecuencia angular de un péndulo físico ω=mgLIω=mgLI
Periodo de un péndulo físico T=2πImgLT=2πImgL
Periodo de un péndulo de torsión T=2πIκT=2πIκ
Segunda ley de Newton para el movimiento armónico md2xdt2+bdxdt+kx=0md2xdt2+bdxdt+kx=0
Solución para un movimiento armónico subamortiguado x(t)=A0e–b2mtcos(ωt+ϕ)x(t)=A0e–b2mtcos(ωt+ϕ)
Frecuencia angular natural de un sistema masa-resorte
ω0=kmω0=km
Frecuencia angular del movimiento armónico
subamortiguado
ω=ω02–(b2m)2ω=ω02–(b2m)2
Segunda ley de Newton para una oscilación
forzada y amortiguada
–kx–bdxdt+Fosen(ωt)=md2xdt2–kx–bdxdt+Fosen(ωt)=md2xdt2
Solución de la segunda ley de Newton para oscilaciones forzadas y amortiguadas
x(t)=Acos(ωt+ϕ)x(t)=Acos(ωt+ϕ)
Amplitud del sistema que experimenta oscilaciones
forzadas y amortiguadas
A=Fom2(ω2–ωo2)2+b2ω2A=Fom2(ω2–ωo2)2+b2ω2