1. Restauración de fuerza:
* La fuerza que actúa sobre el objeto debe ser directamente proporcional al desplazamiento de la posición de equilibrio.
* La fuerza siempre debe actuar hacia la posición de equilibrio, lo que significa que es una fuerza de restauración.
* Matemáticamente, esto se representa como:f =-kx, donde F es la fuerza, k es la constante de resorte y x es el desplazamiento.
2. Sin pérdida de energía:
* Idealmente, no debe haber pérdida de energía debido a la fricción, la resistencia al aire u otras fuerzas disipativas. Esto asegura que las oscilaciones continúen indefinidamente.
3. Fuerza de restauración lineal:
* La fuerza de restauración debe ser lineal, lo que significa que no depende del cuadrado o de cualquier otra potencia del desplazamiento. Esto asegura que las oscilaciones sean sinusoidales.
4. Posición de equilibrio único:
* El sistema debe tener una posición única de equilibrio estable. Esto significa que cuando el objeto se desplaza de esta posición, experimenta una fuerza que lo empuja hacia el equilibrio.
Consecuencias de estas condiciones:
* movimiento sinusoidal: El desplazamiento, la velocidad y la aceleración del objeto sufriendo SHM varían sinusoidalmente con el tiempo.
* Período constante: El tiempo tardado para una oscilación completa (período) es constante, independiente de la amplitud del movimiento.
* Conservación de energía: La energía mecánica total del sistema (energía potencial + energía cinética) permanece constante.
Ejemplos de shm:
* Sistema de spring de masa: Una misa adjunta a un resorte que obedece la ley de Hooke.
* Péndulo simple: Un pequeño bob suspendido desde un punto fijo por una cadena ligera e inextexensable, suponiendo pequeños ángulos de oscilación.
* Circuito LC: Un inductor y condensador conectado en serie, donde la carga en el condensador oscila sinusoidalmente.
Nota importante:
Si bien las condiciones para el SHM ideal rara vez se cumplen perfectamente en situaciones del mundo real, muchos sistemas exhiben un movimiento armónico aproximadamente simple, lo que lo convierte en un modelo muy útil en física e ingeniería.
