Movimiento periódico

En este artículo se explica qué son los movimientos periódicos en física y cuáles son sus características. También se muestran ejemplos de movimientos periódicos y, además, podrás ver cuáles son los diferentes tipos de movimientos periódicos.

¿Qué es un movimiento periódico?

En física, un movimiento periódico es un movimiento que se repite en el tiempo de manera periódica, es decir, un movimiento periódico es aquel movimiento que se repite cada un intervalo de tiempo fijo.

Se denomina periodo al tiempo que transcurre en repetirse el movimiento periódico. Por lo tanto, un cuerpo que describe un movimiento periódico volverá a estar en la misma posición después de un periodo.

Por ejemplo, el movimiento de un péndulo es un movimiento periódico. La masa que cuelga del péndulo va oscilando de un lado hacia el otro y pasa por la misma posición periódicamente, por lo tanto, se trata de un movimiento periódico.

En física, se suele negligir la fricción cuando se estudia un movimiento periódico, de modo que se supone que la partícula que realiza el movimiento periódico oscila indefinidamente.

Ejemplos de movimientos periódicos

Ahora que ya sabemos la definición de un movimiento periódico, vamos a ver varios ejemplos de movimientos periódicos para acabar de entender el concepto.

Ejemplos de movimientos periódicos:

• El movimiento de un péndulo.
• El movimiento oscilatorio de una masa que cuelga de un muelle.
• El movimiento giratorio que realizan las aspas de un ventilador.
• El movimiento repetitivo del latido de un corazón.
• El movimiento de vaivén de un columpio.

Características de un movimiento periódico

Los movimientos periódicos están definidos por los siguientes elementos:

• Oscilación (o ciclo): es el movimiento que realiza el cuerpo desde una posición hasta que vuelve a pasar por esa misma posición.
• Periodo (T): es el tiempo que tarda el cuerpo en hacer una oscilación completa.
• Frecuencia (f): es el número de oscilaciones o vibraciones que hace el cuerpo por unidad de tiempo.
• Frecuencia angular o pulsación (ω): es la velocidad a la que el cuerpo realiza las oscilaciones.
• Fase (φ): es el ángulo que representa el estado de oscilación del cuerpo en un instante determinado.
• Fase inicial (φ₀): es el ángulo que representa el estado de oscilación inicial del cuerpo.
• Elongación (x): es la posición del cuerpo que hace el oscilatorio en un instante de tiempo determinado.
• Posición de equilibrio: es la posición en la que se encontraría el cuerpo si no actuara ninguna fuerza sobre él.
• Amplitud (A): es la elongación máxima del movimiento oscilatorio. Por lo tanto, es la diferencia entre la elongación máxima y la posición de equilibrio.

Tipos de movimientos periódicos

En física, se estudian básicamente los siguientes tres tipos de movimientos periódicos:

• Movimiento vibratorio armónico simple.
• Movimiento pendular.
• Movimiento circular uniforme.

Movimiento vibratorio armónico simple

El movimiento vibratorio armónico simple (MVAS), es un movimiento periódico en el que un cuerpo móvil realiza una trayectoria oscilatoria. Es decir, en un movimiento armónico simple el cuerpo oscila de un lado a otro de su posición de equilibrio de manera repetitiva.

Así pues, el cuerpo que describe un movimiento armónico simple se aleja y se acerca repetitivamente de su posición central, que es su posición de equilibrio.

Por ejemplo, un objeto colgado de un muelle pegado al techo describe un movimiento vibratorio armónico simple (se neglige la fricción con el aire), ya que baja por la gravedad y luego vuelve a subir debido a la fuerza elástica del muelle, de manera que realiza un movimiento oscilatorio alrededor de su posición de equilibrio.

Movimiento pendular

El movimiento pendular es el movimiento que hace la masa suspendida de un péndulo. Es decir, el movimiento pendular es un movimiento que describe un cuerpo colgado de una base fija que oscila de un lado hacia el otro.

Por ejemplo, el movimiento que realiza un reloj de péndulo es un movimiento pendular. Asimismo, el movimiento que hace un niño columpiándose y el movimiento de un metrónomo también son ejemplos de movimientos pendulares.

Movimiento circular uniforme

En física, el movimiento circular uniforme (MCU) es el movimiento que describe un cuerpo que gira alrededor de un eje con una velocidad angular y un radio constante. Por lo tanto, un cuerpo que hace un movimiento circular uniforme tiene una trayectoria circular.

Por ejemplo, una cabina de una noria realiza un movimiento circular uniforme, pues gira con una velocidad angular constante y el radio de la cabina al centro de la noria también es constante durante todo el movimiento de giro.

Movimiento periódico y movimiento oscilatorio

Para terminar, veremos cuál es la diferencia entre el movimiento periódico y el movimiento oscilatorio, pues son dos tipos de movimientos similares pero su significado es ligeramente diferente.

Un movimiento oscilatorio es un movimiento que describe una partícula que oscila en torno a una posición de equilibrio. Es decir, cuando una partícula se mueve de un lado hacia otro lado de manera periódica realiza un movimiento oscilatorio.

La diferencia entre un movimiento periódico y un movimiento oscilatorio es que un movimiento periódico solo implica que el cuerpo repite su posición periódicamente, en cambio, en un movimiento oscilatorio el cuerpo repite su posición de manera periódica y, además, se mueve alrededor de una posición de equilibrio.

Por lo tanto, un movimiento oscilatorio siempre es un movimiento periódico, no obstante, un movimiento periódico no es necesariamente un movimiento oscilatorio. Por ejemplo, un movimiento circular uniforme es un movimiento periódico pero no oscilatorio, porque se repite la posición de la partícula cada un intervalo fijo de tiempo, pero no se produce ninguna oscilación en torno a una posición de equilibrio.