3.1.1: Ejemplos de Resonancia
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La resonancia ocurre en un sistema oscilante cuando la frecuencia de conducción pasa a ser igual a la frecuencia natural. Para este caso especial la amplitud del movimiento se convierte en un máximo. Un ejemplo es tratar de empujar a alguien en un columpio para que el swing sea cada vez más alto. Si la frecuencia del empuje es igual a la frecuencia natural del swing, el movimiento se hace cada vez más grande.
Para muchos sistemas podemos hacer una gráfica de amplitud versus frecuencia y ver dónde ocurre la resonancia. Supongamos que tenemos una masa en un resorte y adjuntamos un vibrador con una frecuencia que podamos elegir. Comenzamos con bajas frecuencias de conducción y medimos la amplitud del movimiento (hasta qué punto rebota) en cada frecuencia. Podríamos terminar con una gráfica como la de abajo. Observe que la amplitud fue máxima a una frecuencia de conducción de\(2.5\text{ Hz}\). Por lo que la frecuencia natural del sistema sin el vibrador también lo fue\(2.5\text{ Hz}\). En otras palabras, estamos impulsando la primavera en resonancia.
Figura\(\PageIndex{1}\)
Ejemplos de video/audio:
- Resonancia Swing. ¿Cuál es la fuerza impulsora en este caso?
- Carro de resonancia de pista de aire. ¿Por qué la amplitud del carro es mayor a una frecuencia particular?
- Carrito de resonancia. Tenga en cuenta que hay tres frecuencias naturales diferentes en este ejemplo. ¿Por qué es así?
- Resonancia de mareas en la Bahía de Fundy. La marca de agua alta se alcanza cada\(12\text{ hours}\). ¿Por qué es\(12\) en lugar de cada\(24\text{ hrs}\)?