Movimento Harmônico simples são certos movimentos  oscilatórios e periódicos, ou seja, possuem um determinado tempo em que o movimento começa a se repetir a partir da mesma posição. Este tempo é chamado de período, que corresponde a um ciclo.

Os movimentos oscilatórios de vaivém são denominados de Movimentos Harmônicos Simples (MHS). Veremos que o MHS é regido por uma força que é  diretamente proporcional ao deslocamento e que sempre está apontando para a posição de equilíbrio do movimento.

Podemos citar como MHS a oscilação de um pêndulo simples, um bloco preso a uma mola que ao ser deslocado da posição de repouso (equilíbrio) oscila em um movimento de vaivém entorno dessa posição.  Tal bloco pode estar sobre uma superfície sem atrito (Sistema massa-mola horizontal) ou apenas pendurado, preso a uma mola. (Sistema massa-mola vertical)

Movimento Harmônico Simples no Movimento Circular Uniforme (MCU)

Didaticamente podemos analisar o MCU como um MHS fazendo a projeção sobre o eixo X de uma partícula que gira, e que executa MCU.

Observe que enquanto a partícula descreve um MCU em uma circunferência de raio A, a sua projeção no eixo X faz um movimento de vaivém (oscilatório e periódico) de período T, exatamente, igual ao período do movimento circular uniforme.  A frequência do movimento f = 1/T (Frequência é o inverso do período).

Grandezas Físicas em um MHS

A projeção da partícula vai de uma extremidade A  a  –A, onde esses pontos são denominados de elongação. Em um movimento Harmônico Simples temos as seguintes grandezas: Velocidade, força, aceleração, período, frequência e a posição do corpo a cada instante, que está entre os pontos de elongação A  e – A.

Exemplo.

Uma corpo de massa M está preso a uma mola e em equilíbrio.  A massa é deslocada de 10cm e o corpo passa a oscilar entorno da posição de equilíbrio, sobre uma superfície sem atrito, numa frequência de 0,5Hz. Determine:

1. O período do movimento;
2. A elongação;
3. O sentido da força que atua no bloco durante o movimento;
4. A posição em que a velocidade é máxima;
5. A posição em que a força muda de sentido;
6. Cite as grandezas físicas envolvidas nesse MHS.

Solução:

1. Dizer que a frequência do movimento é de 0,5Hz , significa que ele executa 0,5 ciclo/s. O período é, portanto, T=1/f , T=1/0,5 =2s (ciclo completo)

2.  A elongação é exatamente a distância do ponto de equilíbrio em que o bloco foi deslocado. Veja figura (a)

3.  A força sempre aponta para a posição de equilíbrio, no caso x =0 figura (a) e (c)

4.  Vemos que a força que atua no bloco de massa M é variável (força elástica da mola) e, portanto, a aceleração é variável, a força só muda de sentido na posição de equilíbrio e neste ponto o bloco possui velocidade máxima, tanto no sentido para direita como no sentido para esquerda.

5.  Em x=0

1. Força (força elástica), aceleração, velocidade, período, frequência e a posição ocupada pelo bloco a cada instante.