Movimiento Oscilatorio

Un móvil está animado de movimiento vibratorio u oscilatorio cuando se desplaza a uno y otro lado de una posición fija siguiendo una ley cualquiera. El émbolo de una locomotora, por ejemplo, está animado de movimiento oscilatorio.


Oscilación sencilla: Es el movimiento desde un extremo hasta el otro de la trayectoria.

Oscilación completa: Es el movimiento desde un extremo hasta el otro de la trayectoria y regreso al punto de partida.

Un movimiento es periódico si se repite exactamente cada vez que transcurre un intervalo de tiempo determinado llamado período.

Período: En un movimiento oscilatorio periódico, es el tiempo que tarda una partícula en efectuar una oscilación completa.

El período T se calcula dividiendo el tiempo t entre el número de oscilaciones n:

T = t/n (1.1)

Frecuencia: En un movimiento oscilatorio periódico, la frecuencia es el número de oscilaciones completas efectuadas en la unidad de tiempo:

F = n/t (1.2)

Según el Sistema Internacional de Medidas, la unidad de frecuencia es el Hertz (1Hz = 1/s) en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) quien fue el primero en demostrar la existencia de la radiación electromagnética construyendo un aparato para producir ondas de radio. También descubrió el efecto fotoeléctrico que fue explicado más adelante por Albert Einstein) cuando notó que un objeto cargado pierde su carga más fácilmente al ser iluminado por la luz ultravioleta.

Otras unidades para indicar la frecuencia son revoluciones por minuto (rpm) y radianes por segundo (rad/s).

Elongación: En un movimiento oscilatorio, es la distancia que separa la partícula de su posición de equilibrio.

Amplitud: Es el máximo valor que puede alcanzar la elongación.

De todos los movimientos oscilatorios periódicos el más importante, es el movimiento armónico simple (MAS), debido a que, además de ser el movimiento más simple de describir matemáticamente, constituye una aproximación muy cercana de muchas oscilaciones encontradas en la naturaleza. Por definición, decimos que una partícula que se mueve a lo largo del eje de las X tiene un movimiento armónico simple cuando su desplazamiento x respecto al origen del sistema de coordenadas está dado en función del tiempo por la relación:

x = A.sin(ω.t + α) (1.3)

Como veremos después, podemos también decir que una masa sigue un movimiento armónico simple cuando oscila alrededor de un punto de tal manera que la fuerza total que se ejerce sobre ella es proporcional a su desplazamiento respecto a dicho punto y dirigida hacia éste.


La cantidad A es la amplitud. El punto O es la posición de equilibrio, ya que la aceleración en este punto es cero.

La cantidad ω se denomina frecuencia angular y está relacionada con el período del movimiento por medio de la expresión:

T = 2.π/ω (1.4)

La cantidad ω.t + α se denomina fase, y por ello α es la fase inicial; esto es su valor cuando t = 0. Aunque hemos definido el movimiento armónico simple en función de una expresión senoidal, puede igualmente expresarse en función de una expresión cosenoidal, el único cambio sería una diferencia inicial de fase de π/2. La distancia x que separa la partícula del origen del sistema de referencia se denomina elongación, y puesto que la función seno o coseno varía entre +1 y –1, la elongación de la partícula varía entre x = -A y x = +A. La elongación máxima a partir del origen, A, se define como la amplitud del movimiento armónico simple. El M.A.S es periódico porque se reproduce exactamente cada vez que transcurre un intervalo de tiempo determinado llamado período.

El movimiento armónico simple se puede visualizar como la proyección de un movimiento circular uniforme sobre un plano.