16 Movimiento armónico (EL UNIVERSO MECANICO )

00:27:24
https://www.youtube.com/watch?v=3aQlm7V8wH0

Ringkasan

TLDREl video presenta el concepto del movimiento armónico simple a través de la famosa anécdota de Galileo observando un péndulo en la catedral de Pisa. Este descubrimiento fue crucial para el desarrollo de relojes precisos. Se explica cómo el péndulo demuestra que un movimiento oscilante tiene un periodo constante, independientemente de la masa, lo que permitió mejorar la medición del tiempo, especialmente relevante para la navegación. Se describe la física detrás del movimiento armónico, como la energía potencial y cinética intercambiándose, y se discuten sus aplicaciones en la vida diaria y en tecnología, como los relojes de cuarzo. Finalmente, se concluye que el movimiento armónico simple es una propiedad fundamental de los sistemas físicos que vuelven a su estado de equilibrio después de ser perturbados.

Takeaways

  • ⚖️ La segunda ley de Newton se combina con fuerzas para describir movimientos armónicos.
  • 🕰️ Galileo observó que los péndulos tienen un periodo constante, base para los relojes.
  • ⏲️ El movimiento armónico simple es clave para medir el tiempo de manera precisa.
  • 🔄 El intercambio de energía potencial y cinética es constante en oscilaciones.
  • 🔍 Los ciclos naturales inspiraron la medición del tiempo en civilizaciones antiguas.
  • 🌀 Las oscilaciones son fundamentales en relojes de cuarzo y en tecnología.
  • 💡 La ecuación diferencial del movimiento armónico se resuelve usando funciones seno.
  • 🔧 Los relojes imitan ciclos naturales, intentando replicar la precisión cósmica.
  • ⚙️ Péndulos y otras oscilaciones son ejemplos de la aplicación de F = ma.
  • 🌍 La observación del péndulo de Galileo revolucionó concepciones del tiempo.

Garis waktu

  • 00:00:00 - 00:05:00

    La observación de Galileo sobre las oscilaciones de una lámpara en el duomo de Pisa destacó cómo las oscilaciones podían ser uniformes y constantes. Aunque hubo errores históricos en el relato, su descubrimiento en el péndulo fue crucial para el desarrollo de los relojes de precisión, introduciendo el concepto de movimiento armónico simple.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    El movimiento armónico simple explica cómo una fuerza y su inercia pueden medir el tiempo. En particular, describe el balance entre la fuerza de recuperación y el desplazamiento del sistema, como ocurre con un muelle, permitiendo medir el tiempo gracias a la constancia de sus oscilaciones.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    La preocupación humana por medir el tiempo de forma precisa no es reciente; se ha desarrollado a lo largo de la historia con varios instrumentos, desde relojes de sol hasta relojes mecánicos. El movimiento armónico simple se convirtió en el estándar para medir el tiempo con precisión.

  • 00:15:00 - 00:20:00

    La ley F = ma de Newton y el movimiento armónico simple muestran que, pese a las fuerzas externas, los osciladores armónicos simplifican la percepción del tiempo natural. Galileo estableció que péndulos de igual longitud oscilan de forma uniforme, consolidando la idea de que el tiempo puede medirse consistentemente donde quiera que sea.

  • 00:20:00 - 00:27:24

    El movimiento armónico y la estabilización de objetos en equilibrio ilustran principios físicos que gobiernan el universo. Aunque estudiado como aplicación práctica, subraya un principio unificador de la física. En futuras sesiones, exploraremos su influencia en otros sistemas naturales.

Tampilkan lebih banyak

Peta Pikiran

Video Tanya Jawab

  • ¿Cuál es la segunda ley de Newton?

    Fuerza es igual a masa por aceleración.

  • ¿Qué es el movimiento armónico simple?

    Describe un movimiento que se repite en intervalos de tiempo iguales, como un péndulo.

  • ¿Cómo se usaba el péndulo históricamente?

    Fue usada para medir el tiempo debido a su movimiento constante.

  • ¿Qué sucede con la energía en el movimiento armónico?

    En un ciclo, la energía potencial y cinética se intercambian constantemente.

  • ¿Por qué el periodo del péndulo no depende de su masa?

    Porque todos los cuerpos caen a la misma velocidad independiente de su masa.

Lihat lebih banyak ringkasan video

Dapatkan akses instan ke ringkasan video YouTube gratis yang didukung oleh AI!
Teks
es
Gulir Otomatis:
  • 00:00:05
    la segunda ley de Newton F = m por a
  • 00:00:10
    combinada con una fuerza recuperada
  • 00:00:12
    conduce a un movimiento que se repite a
  • 00:00:14
    sí mismo en iguales periodos de
  • 00:00:17
    tiempo produciendo lo que se conoce como
  • 00:00:21
    movimiento
  • 00:00:23
    armónico voy a contarles una anécdota no
  • 00:00:26
    estoy seguro de que la anécdota sea
  • 00:00:28
    cierta pero yo se la voy a contar De
  • 00:00:30
    todas formas se refiere a nuestro viejo
  • 00:00:32
    amigo
  • 00:00:34
    Galileo un día cuando Galileo era un
  • 00:00:38
    hombre joven en pisa asistía a una misa
  • 00:00:40
    en el duomo el duomo es la magnífica
  • 00:00:43
    catedral de Pisa cuya torre de
  • 00:00:44
    campanario es la célebre Torre inclinada
  • 00:00:47
    en el duomo hay una lámpara que cuelga
  • 00:00:50
    del techo mediante un largo cable
  • 00:00:53
    precisamente ese día la lámpara estaba
  • 00:00:55
    balanceándose seguramente la acababan de
  • 00:00:57
    encender y Galileo por ser Galileo
  • 00:01:00
    observó algo sobre la lámpara que nadie
  • 00:01:03
    hasta entonces había
  • 00:01:04
    observado notó que cada oscilación
  • 00:01:07
    completa de La lámpara tenía lugar en el
  • 00:01:09
    mismo tiempo exactamente cuando la
  • 00:01:12
    lámpara primeramente comenzó a oscilar y
  • 00:01:14
    tenía que describir arcos grandes se
  • 00:01:15
    movía rápidamente más tarde cuando la
  • 00:01:18
    oscilación había disminuido y el arco
  • 00:01:20
    que describía era más pequeño iba más
  • 00:01:23
    despacio pero el tiempo total de cada
  • 00:01:25
    oscilación completa era siempre
  • 00:01:26
    exactamente el mismo cómo lo determinó
  • 00:01:29
    bien calculó la duración contando sus
  • 00:01:33
    pulsaciones yo me he preguntado cómo es
  • 00:01:35
    que habiéndose dado cuenta de que estaba
  • 00:01:37
    haciendo un gran descubrimiento su pulso
  • 00:01:38
    no empezó a correr y estropeó las
  • 00:01:41
    mediciones por si acaso él calculó la
  • 00:01:43
    duración de su pulso cada oscilación
  • 00:01:46
    completa de La lámpara habría durado de
  • 00:01:47
    5co a 6 segundos y él tendría que
  • 00:01:49
    observar el recorrido de muchas muchas
  • 00:01:51
    oscilaciones completas cuando el
  • 00:01:52
    movimiento se hacía cada vez más pequeño
  • 00:01:54
    contando sus pulsaciones cada vez para
  • 00:01:56
    asegurar que cada oscilación tenía lugar
  • 00:01:58
    en el mismo periodo de tiempo el sermón
  • 00:02:01
    debía ser muy
  • 00:02:03
    aburrido la lámpara aún sigue allí en el
  • 00:02:05
    duomo en pisa se llama la lámpara de
  • 00:02:08
    Galileo y por unas cuantas liras compran
  • 00:02:10
    una postal de ella a los emprendedores
  • 00:02:12
    vendedores callejeros una vez que salen
  • 00:02:13
    a la
  • 00:02:15
    pieza habrán visto que la anécdota es
  • 00:02:17
    bastante buena lo único que no marcha
  • 00:02:19
    bien Es que según los archivos de la
  • 00:02:21
    iglesia la lámpara no fue instalada
  • 00:02:22
    hasta 10 años después de la muerte de
  • 00:02:24
    Galileo pero Galileo hizo ese
  • 00:02:26
    descubrimiento y fue extremadamente
  • 00:02:28
    importante porque acababa de descubrir
  • 00:02:31
    que El péndulo podía ser usado como un
  • 00:02:33
    sistema para medir el tiempo y de hecho
  • 00:02:36
    su descubrimiento dio como resultado el
  • 00:02:39
    invento de los primeros relojes de
  • 00:02:42
    precisión el tipo de movimiento que é
  • 00:02:44
    estaba estudiando se llama movimiento
  • 00:02:47
    armónico
  • 00:02:52
    simple este simple peso oscilando arriba
  • 00:02:55
    y abajo colgado de un simple muelle
  • 00:02:57
    repite su movimiento una vez cada
  • 00:03:00
    segundo a medida que pasa el tiempo su
  • 00:03:03
    movimiento va disminuyendo y sus
  • 00:03:05
    desplazamientos se hacen más
  • 00:03:07
    cortos pero sigue tardando exactamente
  • 00:03:09
    un segundo en cada ciclo es un aparato
  • 00:03:12
    perfecto para llevar la cuenta del
  • 00:03:14
    tiempo y su movimiento se llama
  • 00:03:16
    movimiento armónico
  • 00:03:21
    [Música]
  • 00:03:28
    simple llevar el compás tiene una
  • 00:03:31
    connotación musical como la tiene la
  • 00:03:33
    palabra
  • 00:03:35
    armonic Esto no es un accidente de
  • 00:03:37
    lenguaje los instrumentos musicales
  • 00:03:40
    comparten una propiedad especial con los
  • 00:03:42
    pesos
  • 00:03:43
    oscilando ambos generan vibración a una
  • 00:03:46
    cierta frecuencia la que produce cierto
  • 00:03:48
    tono o nota eso no cambia cuando el
  • 00:03:51
    movimiento decrece en la producción de
  • 00:03:54
    una nota musical entran en juego muchos
  • 00:03:58
    factores longitud de la cuerda de un
  • 00:04:01
    instrumento el tamaño y la forma del
  • 00:04:04
    mismo la técnica y la destreza del
  • 00:04:06
    músico para
  • 00:04:10
    tocarlo sin embargo en la física de la
  • 00:04:13
    música hay un factor que nunca varía Una
  • 00:04:16
    vez que se ha dado una nota el tono del
  • 00:04:18
    sonido permanece igual aun cuando
  • 00:04:20
    disminuyan las
  • 00:04:24
    vibraciones Por qué el tono permanece
  • 00:04:27
    constante en el lenguaje de la mecánica
  • 00:04:30
    clásica la f en la ecuación de Isaac
  • 00:04:32
    Newton F es igual a masa por
  • 00:04:40
    aceleración en una determinada posición
  • 00:04:43
    todas las fuerzas están
  • 00:04:45
    equilibradas sin embargo cuando el
  • 00:04:48
    muelle está estirado tiende a tirar de
  • 00:04:50
    la masa hacia su posición
  • 00:04:53
    original Cuanto más se desplace la masa
  • 00:04:56
    mayor será la fuerza que tira el mismo
  • 00:05:00
    principio funciona a la inversa cuando
  • 00:05:02
    el muelle está comprimido trata de
  • 00:05:05
    empujar la masa hacia su posición
  • 00:05:07
    original cualquiera que sea la dirección
  • 00:05:10
    en la que se mueva la masa aparece una
  • 00:05:12
    fuerza para oponerse al desplazamiento
  • 00:05:15
    la combinación de esta fuerza y la
  • 00:05:17
    inercia de la masa será la clave para
  • 00:05:19
    llevar cuenta del
  • 00:05:21
    tiempo en cada punto de su movimiento la
  • 00:05:25
    fuerza neta es proporcional y de
  • 00:05:28
    dirección opuesta a la distancia
  • 00:05:30
    desde la posición de equilibrio a la
  • 00:05:33
    masa la ecuación es F = men
  • 00:05:38
    kx el valor de K depende de la rigidez
  • 00:05:42
    del
  • 00:05:43
    [Música]
  • 00:05:58
    muelle
  • 00:06:21
    [Música]
  • 00:06:28
    y
  • 00:06:40
    en la cultura occidental pocas cosas
  • 00:06:42
    gobiernan la vida humana con tanta
  • 00:06:44
    firmeza como el interés mecánico por el
  • 00:06:47
    tiempo Aunque el avance de la tecnología
  • 00:06:50
    permite a la gente tener más tiempo
  • 00:06:52
    libre parece existir una necesidad
  • 00:06:55
    constante de instrumentos cada vez más
  • 00:06:57
    precisos para medir el tiempo
  • 00:07:03
    la preocupación por el tiempo no es un
  • 00:07:04
    fenómeno del Ritmo frenético del siglo
  • 00:07:07
    XX se desarrolló gradualmente hora a
  • 00:07:10
    hora todos los días durante miles de
  • 00:07:13
    años sin embargo la precisión en el
  • 00:07:17
    tiempo llegó relativamente tarde en la
  • 00:07:19
    historia llegó con el principio físico
  • 00:07:22
    del movimiento
  • 00:07:24
    armónico y a lo largo del camino y a
  • 00:07:27
    través del tiempo el movimiento armónico
  • 00:07:29
    convirtió en el único medio de precisión
  • 00:07:31
    para medir el
  • 00:07:37
    tiempo pero ya es hora de Volver al
  • 00:07:40
    principio Cómo se desarrolló el concepto
  • 00:07:42
    de tiempo probablemente presenciando los
  • 00:07:46
    ciclos de la
  • 00:07:47
    naturaleza el cambio de las
  • 00:07:50
    estaciones quizá cayendo en la cuenta de
  • 00:07:53
    los ciclos anuales del sol o mensuales
  • 00:07:55
    de la luna muchas de las antiguas
  • 00:07:58
    civilizaciones construyeron monumentos
  • 00:08:01
    que sugieren un conocimiento de los
  • 00:08:03
    movimientos cíclicos del sol la luna y
  • 00:08:06
    la tierra estas estructuras marcaban El
  • 00:08:09
    paso del tiempo a gran
  • 00:08:13
    [Música]
  • 00:08:17
    escala en los primeros calendarios Se
  • 00:08:20
    notan los esfuerzos por dividir los
  • 00:08:22
    ciclos anuales en periodos más
  • 00:08:24
    [Música]
  • 00:08:28
    cortos
  • 00:08:34
    los relojes de Sol dividían el día a
  • 00:08:37
    menos que estuviera
  • 00:08:38
    nublado unos 500 años más tarde de la
  • 00:08:41
    aparición del reloj de sol los egipcios
  • 00:08:43
    desarrollaron el reloj de agua el goteo
  • 00:08:47
    del agua revelaba la línea sucesiva en
  • 00:08:49
    el interior de un cuenco de
  • 00:08:51
    alabastro durante siglos este diseño no
  • 00:08:54
    sufrió variaciones hasta que unos
  • 00:08:55
    artesanos chinos lo mejoraron
  • 00:08:57
    agregándole unas cazoletas sobre sobre
  • 00:08:59
    una rueda y un
  • 00:09:01
    trinquete cuando Marco Polo trajo la
  • 00:09:04
    noticia de oriente los relojes
  • 00:09:06
    semimecanicos gozaron de considerable
  • 00:09:09
    popularidad en la Europa del siglo
  • 00:09:13
    X desgraciadamente los inviernos
  • 00:09:16
    europeos helab los relojes de agua y
  • 00:09:18
    hacían que el tiempo se quedase
  • 00:09:21
    [Música]
  • 00:09:26
    quieto los relojes de arena se helab sin
  • 00:09:30
    embargo debido al volumen de la arena
  • 00:09:32
    tales relojes se utilizaban solo para
  • 00:09:34
    medir intervalos cortos de
  • 00:09:37
    tiempo en esta época aparecieron los
  • 00:09:40
    primeros relojes mecánicos tenían partes
  • 00:09:42
    móviles incluyendo poleas pesas ruedas
  • 00:09:46
    de escape engranajes y
  • 00:09:49
    trinquetes frecuentemente eran piezas
  • 00:09:52
    ornamentales de delicada artesanía y
  • 00:09:55
    siempre su precisión variaba de acuerdo
  • 00:09:57
    con la pericia del fabricante y la los
  • 00:09:59
    materiales de que disponían los primeros
  • 00:10:02
    relojes mecánicos suponían una
  • 00:10:04
    considerable mejora pero el tiempo
  • 00:10:06
    todavía no era algo que la gente pudiese
  • 00:10:08
    contar con esa actitud la longitud de
  • 00:10:10
    una hora dependía del reloj que se
  • 00:10:12
    emplease para medir el
  • 00:10:14
    tiempo el día sigue a la
  • 00:10:17
    noche una estación a
  • 00:10:20
    otra un año sigue a otro
  • 00:10:28
    año fin de la tierra siguiendo las
  • 00:10:31
    inexorables leyes del universo mecánico
  • 00:10:33
    marcan el tiempo
  • 00:10:35
    perfecto cada reloj hecho por la mano
  • 00:10:38
    del hombre es un intento de imitar la
  • 00:10:40
    precisión de la naturaleza a pesar de lo
  • 00:10:43
    ingenioso que fueran los antiguos
  • 00:10:45
    relojes de agua los de arena y Los
  • 00:10:47
    mecánicos fracasaban en medir el tiempo
  • 00:10:49
    con precisión al menos por periodos
  • 00:10:52
    largos por qué Porque olvidaron imitar
  • 00:10:56
    un aspecto esencial del reloj de la
  • 00:10:58
    naturaleza el
  • 00:11:00
    ciclo el tiempo y la naturaleza son
  • 00:11:04
    cíclicos día y noche invierno y verano
  • 00:11:08
    los ciclos se suceden Así mismo
  • 00:11:11
    indefinidamente desde una célula
  • 00:11:13
    microscópica a la rotación de las
  • 00:11:15
    Galaxias la naturaleza se repite en
  • 00:11:17
    oscilaciones hay ciclos
  • 00:11:24
    naturales el latido del corazón
  • 00:11:28
    humano el ritmo helado del glaciar que
  • 00:11:31
    avanza y
  • 00:11:32
    retrocede y hay tal vez ciclos menos
  • 00:11:35
    naturales como las alzas y Las bajas de
  • 00:11:37
    la economía y otras cosas que tienden a
  • 00:11:41
    levantarse y a
  • 00:11:43
    [Música]
  • 00:11:47
    caer sin embargo estos ciclos no operan
  • 00:11:50
    bajo las mismas leyes que gobiernan al
  • 00:11:52
    reloj de la
  • 00:11:53
    naturaleza no oscilan con precisión
  • 00:11:56
    natural les faltan los intervalos
  • 00:11:58
    precisos que se repiten por siempre de
  • 00:12:01
    acuerdo con una ley inexorable de la
  • 00:12:03
    naturaleza las imitaciones humanas del
  • 00:12:05
    Gran reloj de los cielos están basadas
  • 00:12:07
    en una ley distinta Pero igualmente
  • 00:12:10
    inexorable la ley más inexorable en la
  • 00:12:12
    mecánica es F = a m por a en la que a es
  • 00:12:17
    la segunda derivada de X en el
  • 00:12:19
    movimiento armónico simple la fuerza
  • 00:12:22
    proviene del propio desplazamiento x F =
  • 00:12:25
    - kx juntas estas doses dan la ecuación
  • 00:12:30
    diferencial que describe el movimiento
  • 00:12:32
    armónico
  • 00:12:38
    simple esa ecuación diferencial se
  • 00:12:40
    refiere no solo al caso de una masa en
  • 00:12:42
    un muelle sino a cualquier sistema
  • 00:12:45
    físico Que al ser perturbado tiende a
  • 00:12:47
    recuperar su posición de equilibrio con
  • 00:12:49
    una fuerza proporcional a la
  • 00:12:51
    perturbación sufrida por ejemplo la
  • 00:12:54
    presión del aire en un tubo de órgano el
  • 00:12:57
    ángulo de un péndulo la flexión de un
  • 00:13:00
    diapasón o la rotación de una cuerda de
  • 00:13:04
    reloj esos sistemas y muchos otros
  • 00:13:07
    adoptan oscilaciones
  • 00:13:09
    armónicas esas oscilaciones pueden ser
  • 00:13:12
    demasiado rápidas para ser vistas al
  • 00:13:14
    menos bajo condiciones normales o
  • 00:13:17
    demasiado lentas para esperar a verlas o
  • 00:13:22
    ellas pueden ser de cualquier otra
  • 00:13:23
    frecuencia alta o baja sin embargo
  • 00:13:25
    independientemente de la frecuencia cada
  • 00:13:27
    una de ellas puede ser
  • 00:13:29
    la misma ecuación diferencial la
  • 00:13:31
    ecuación diferencial se resuelve por la
  • 00:13:33
    técnica tradicional de la
  • 00:13:45
    conjetura hace mucho tiempo alguien
  • 00:13:48
    conjeturó que la solución puede ser una
  • 00:13:50
    función
  • 00:13:52
    seno fue una conjetura consecuente
  • 00:13:54
    porque el movimiento de una masa
  • 00:13:56
    oscilando en un muelle recuer
  • 00:13:59
    de la sombra de una partícula moviéndose
  • 00:14:02
    con movimiento circular
  • 00:14:05
    uniforme por eso la idea de conjeturar
  • 00:14:08
    una función seno pareció bastante
  • 00:14:14
    natural en este caso una función seno
  • 00:14:17
    con una amplitud
  • 00:14:19
    a y una frecuencia angular
  • 00:14:25
    Omega pero si eso es x es su segunda
  • 00:14:29
    derivada igual a - K dividido por m y
  • 00:14:33
    multiplicado por
  • 00:14:37
    [Música]
  • 00:14:55
    X La respuesta es afirmativa si se elige
  • 00:14:58
    Omega
  • 00:15:00
    [Música]
  • 00:15:05
    correctamente para el caso de la masa en
  • 00:15:07
    el muelle la frecuencia angular es igual
  • 00:15:10
    a la raíz cuadrada de K dividido por
  • 00:15:14
    m Cuanto más rígido sea el muelle mayor
  • 00:15:17
    será la
  • 00:15:20
    frecuencia cuanto mayor sea la masa
  • 00:15:23
    menor será la frecuencia pero sea cual
  • 00:15:26
    sea la frecuencia depende de las
  • 00:15:28
    propiedades mecánicas del conjunto tales
  • 00:15:31
    como la masa y la constante del
  • 00:15:35
    muelle el tiempo requerido para hacer un
  • 00:15:38
    ciclo completo no depende de la amplitud
  • 00:15:40
    de las oscilaciones representada por a
  • 00:15:43
    en la ecuación de
  • 00:15:45
    x así aún cuando disminuyen las
  • 00:15:48
    oscilaciones los osciladores harmónicos
  • 00:15:51
    mantienen constante su periodo la
  • 00:15:53
    frecuencia se mide en radianes por
  • 00:15:55
    segundo hay dos pi radianes en cada
  • 00:15:57
    ciclo completo
  • 00:16:05
    Igualmente en el gran reloj del cielo
  • 00:16:08
    cada ciclo está dividido en radianes
  • 00:16:10
    como si el universo fuera un enorme
  • 00:16:12
    círculo hasta un cierto punto lo es las
  • 00:16:17
    naturalezas del movimiento circular
  • 00:16:18
    uniforme y del movimiento armónico
  • 00:16:20
    simple están íntimamente relacionadas
  • 00:16:24
    cada reloj en su intento de duplicar los
  • 00:16:26
    ciclos de la naturaleza es una mera
  • 00:16:28
    sombra del reloj
  • 00:16:31
    [Música]
  • 00:16:37
    cósmico al igual que el movimiento
  • 00:16:40
    circular uniforme y el movimiento
  • 00:16:42
    armónico simple en su naturaleza tienen
  • 00:16:44
    formas parecidas la energía potencial
  • 00:16:47
    del movimiento armónico se puede
  • 00:16:49
    visualizar como una curva con el perfil
  • 00:16:51
    de un
  • 00:16:52
    tazón Por qué este perfil debido a la
  • 00:16:56
    ley de la fuerza y a la definición de
  • 00:16:58
    energía
  • 00:16:59
    [Música]
  • 00:17:10
    pocial la bola comienza con alguna
  • 00:17:13
    energía potencial a medida que rueda
  • 00:17:15
    hacia el fondo la energía potencial se
  • 00:17:17
    convierte en energía cinética cuando
  • 00:17:20
    Rueda hacia el otro lado la energía
  • 00:17:22
    cinética vuelve a convertirse en energía
  • 00:17:27
    potencial
  • 00:17:29
    [Música]
  • 00:17:33
    [Aplausos]
  • 00:17:35
    pasando el tiempo hay un continuo
  • 00:17:37
    intercambio entre energía cinética y
  • 00:17:39
    energía
  • 00:17:44
    [Música]
  • 00:17:49
    potencial pero a pesar de que tanto la
  • 00:17:51
    energía potencial como la energía
  • 00:17:53
    cinética están cambiando constantemente
  • 00:17:55
    la energía total es siempre
  • 00:17:57
    constante
  • 00:18:00
    [Música]
  • 00:18:02
    cuando un oscilador armónico es
  • 00:18:04
    perturbado la perturbación produce una
  • 00:18:07
    fuerza que lo empuja de nuevo a la
  • 00:18:08
    posición inicial allí la fuerza es cero
  • 00:18:12
    pero la inercia lo mantiene en
  • 00:18:13
    movimiento hasta que la fuerza de
  • 00:18:15
    recuperación lo detiene y lo hace
  • 00:18:17
    retornar
  • 00:18:18
    nuevamente Esta es la esencia del
  • 00:18:20
    movimiento
  • 00:18:22
    armónico un oscilador armónico
  • 00:18:26
    simple si fuera realmente
  • 00:18:29
    continuaría para siempre como una
  • 00:18:31
    máquina de movimiento
  • 00:18:34
    [Música]
  • 00:18:40
    continuo pero Los osciladores Reales no
  • 00:18:43
    son simples siempre actúan otras fuerzas
  • 00:18:46
    rozamiento resistencia del aire etcétera
  • 00:18:48
    que tienden a ralentizar sus
  • 00:18:50
    [Música]
  • 00:18:57
    movimientos
  • 00:18:59
    Ese es el motivo por el cual de vez en
  • 00:19:01
    cuando se debe dar cuerda a los relojes
  • 00:19:03
    o cambiar sus pilas el rozamiento
  • 00:19:06
    convierte la energía en calor esa
  • 00:19:08
    energía debe ser reemplazada para
  • 00:19:10
    mantener el reloj en
  • 00:19:12
    funcionamiento pero incluso cuando la
  • 00:19:14
    cuerda del reloj se va acabando el
  • 00:19:16
    periodo de tiempo para cada uno de sus
  • 00:19:18
    ciclos permanece
  • 00:19:20
    constante este hecho fue descubierto en
  • 00:19:23
    primer lugar por Galileo
  • 00:19:26
    Galilei su oportuno descubrimiento que
  • 00:19:29
    fue un buen paso en el perfeccionamiento
  • 00:19:31
    de la medición del tiempo en el
  • 00:19:32
    renacimiento fue resumido en dos nuevas
  • 00:19:36
    ciencias en este trabajo Galileo observó
  • 00:19:39
    que un péndulo tarda el mismo tiempo en
  • 00:19:41
    completar cada oscilación Aunque su
  • 00:19:43
    movimiento esté extinguiéndose
  • 00:19:46
    también observó Galileo que todos los
  • 00:19:49
    péndulos de igual longitud oscilan con
  • 00:19:51
    la misma frecuencia independientemente
  • 00:19:53
    de sus
  • 00:19:56
    masas por supuesto Galileo que descubrió
  • 00:19:59
    la ley de caída de los cuerpos se dio
  • 00:20:01
    cuenta de que un péndulo es Igualmente
  • 00:20:04
    un cuerpo que
  • 00:20:07
    cae Si todos los cuerpos caen con el
  • 00:20:09
    mismo ritmo independientemente de sus
  • 00:20:12
    masas Entonces todos los péndulos de
  • 00:20:14
    igual longitud deberían oscilar con el
  • 00:20:16
    mismo ritmo independientemente de sus
  • 00:20:19
    masas Por qué el periodo de un péndulo
  • 00:20:22
    no depende de sus masas Isaac Newton
  • 00:20:26
    contestó A esa pregunta
  • 00:20:29
    [Música]
  • 00:20:32
    gracias a la ley de caída de los cuerpos
  • 00:20:34
    de Galileo Newton se dio cuenta de que
  • 00:20:37
    todos los objetos caen a la superficie
  • 00:20:39
    de la Tierra con la misma aceleración
  • 00:20:42
    constante Entonces desde un punto de
  • 00:20:44
    vista conceptual vio la conexión por
  • 00:20:47
    ejemplo entre péndulos de masas
  • 00:20:49
    diferentes y cuerpos cayendo
  • 00:20:52
    libremente la fuerza de gravedad que
  • 00:20:54
    depende de la masa del péndulo puede
  • 00:20:56
    anular la masa en la ecuación F = m por
  • 00:21:02
    a en cierto sentido utilizando péndulos
  • 00:21:05
    de diferentes masas Newton puso a prueba
  • 00:21:08
    la ley de caída de los cuerpos sin la
  • 00:21:10
    ventaja del
  • 00:21:12
    vacío gracias a Newton se empiezan a
  • 00:21:15
    percibir de modo distinto no solo la
  • 00:21:17
    física sino la propia naturaleza del
  • 00:21:20
    [Música]
  • 00:21:27
    tiempo
  • 00:21:29
    [Música]
  • 00:21:33
    con los osciladores armónicos los
  • 00:21:36
    relojeros fueron capaces de aportar
  • 00:21:38
    precisión y uniformidad en la medición
  • 00:21:40
    del
  • 00:21:41
    tiempo una hora en Cambridge llegó a
  • 00:21:44
    durar Exactamente lo mismo que en
  • 00:21:50
    Venecia la precisión demostró ser una
  • 00:21:53
    bendición para los Navegantes para
  • 00:21:55
    determinar longitudes geográficas
  • 00:21:57
    necesitaban llevar un reloj priso que
  • 00:21:59
    diera con exactitud la hora de grinich
  • 00:22:01
    Inglaterra que es el punto de longitud
  • 00:22:03
    geográfica cero los Navegantes podían
  • 00:22:06
    conocer la hora local a partir de la
  • 00:22:08
    posición del sol y comparándola con la
  • 00:22:10
    hora de grich podían determinar la
  • 00:22:12
    longitud geográfica de su posición pero
  • 00:22:16
    un error de solo un minuto podría alejar
  • 00:22:18
    les muchas millas de su ruta o incluso
  • 00:22:21
    que se perdiesen en el
  • 00:22:24
    [Música]
  • 00:22:27
    mar
  • 00:22:37
    el mismo movimiento armónico que regula
  • 00:22:39
    la precisión de un reloj del abuelo es
  • 00:22:41
    el principio que sustenta la precisión
  • 00:22:43
    de los modernos relojes de cuarzo en los
  • 00:22:46
    que millones de oscilaciones por segundo
  • 00:22:48
    marcan la hora con increíble
  • 00:22:55
    [Música]
  • 00:22:57
    precisión
  • 00:23:02
    [Música]
  • 00:23:18
    [Música]
  • 00:23:26
    el movimiento armónico se puede
  • 00:23:29
    encontrar en una enorme variedad de
  • 00:23:30
    Fenómenos físicos entenderlo ayuda a
  • 00:23:33
    explicar los sutiles principios
  • 00:23:35
    unificadores que gobiernan el
  • 00:23:38
    [Música]
  • 00:23:44
    [Música]
  • 00:23:57
    universo recuerda nuestra charla sobre
  • 00:24:00
    la estabilidad para que un objeto esté
  • 00:24:02
    en equilibrio estable no debe actuar
  • 00:24:04
    ninguna fuerza sobre él Pero además si
  • 00:24:08
    yo lo desplazo eso debe producir una
  • 00:24:11
    fuerza que lo empuje de nuevo hacia
  • 00:24:13
    donde estaba lo que hemos estudiado Hoy
  • 00:24:17
    es el movimiento de un objeto en
  • 00:24:19
    posición
  • 00:24:20
    estable ya se trate de una masa en un
  • 00:24:23
    muelle de un péndulo o de una bola
  • 00:24:27
    rodando si desplaza un objeto de su
  • 00:24:30
    posición estable ejecuta un movimiento
  • 00:24:33
    armónico
  • 00:24:34
    simple cuando yo era estudiante estudié
  • 00:24:37
    los osciladores armónicos simples igual
  • 00:24:39
    que ahora
  • 00:24:40
    ustedes yo tuve que darle duro a los
  • 00:24:42
    senos y cosenos porque era la única
  • 00:24:44
    forma de aprobar el curso pero no
  • 00:24:46
    entendía para qué valían me parecía que
  • 00:24:49
    eran más ejemplos de poleas y planos
  • 00:24:53
    inclinados a medida que el tiempo pasaba
  • 00:24:56
    comencé a ver más y más ejemplos de
  • 00:24:58
    temas completamente diferentes cada uno
  • 00:25:01
    siguiendo el mismo movimiento armónico
  • 00:25:03
    simple no solo muelles con masas y
  • 00:25:05
    péndulos sino tubos de órgano circuitos
  • 00:25:09
    eléctricos incluso átomos en un retículo
  • 00:25:13
    cristalino Y entonces empecé a
  • 00:25:15
    comprender el movimiento armónico simple
  • 00:25:19
    es la respuesta de la naturaleza al
  • 00:25:21
    estímulo sobre cualquier sistema en
  • 00:25:24
    equilibrio estable por eso es tan
  • 00:25:27
    importante Pero ese no es el final de la
  • 00:25:29
    historia es solo el principio como
  • 00:25:32
    veremos el próximo
  • 00:25:39
    día una fuerza lineal de recuperación F
  • 00:25:43
    = - kx conduce a un movimiento armónico
  • 00:25:47
    simple cuando se introduce en la segunda
  • 00:25:49
    ley de Newton la solución de la ecuación
  • 00:25:52
    diferencial es la distancia desde la
  • 00:25:54
    posición de equilibrio representada por
  • 00:25:57
    esta ecuación
  • 00:25:58
    x = a por seno de Omega por t donde a es
  • 00:26:02
    la amplitud del
  • 00:26:05
    [Música]
  • 00:26:27
    movimiento
  • 00:26:57
    al
  • 00:27:22
    al
Tags
  • Newton
  • movimiento armónico
  • Galileo
  • péndulo
  • relojes
  • oscilaciones
  • física
  • medición del tiempo
  • energía cinética
  • frecuencia