Energía cinética media del oscilador armónico

 Sabemos que, la energía cinética de una partícula en movimiento armónico es K



por lo que el promedio lo vamos a calcular de la siguientemanera


en donde T0 es el periodo del movimiento, entonces, si sustituimos (1) en (2)


pero cuando revisamos movimiento armónico vimos que


por lo que la velocidad de la partícula enmovimiento armónico será


sustituimos (5) en (3)



si tomamos que 𝜙0 = 0 y también hacemos el cambio de variable


hacemos la derivada para poder sustituirla en la integral



entonces (7) se convierte en




por lo que la integral a resolver es


pero sabemos que


entonces la integral a solucionar será


sacamos las constantes y resolvemos la integral











regresamos todos los cambios que hicimos en elmismo orden



retomando la igualdad de la energía cinética promedio (13)


evaluando en los limites la integral que nos quedó






sustituimos (31) y (34) en (29)



tenemos finalmente que la energía cinética promedio del oscilador armónico es





Comentarios

Entradas populares