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OSCILACIONES FORZADAS

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OSCILACIONES FORZADAS

OSCILACIONES FORZADAS

Si a un oscilador le aplicamos una fuerza externa periódica, las oscilaciones resultantes se denominan oscilaciones forzadas. Estas oscilaciones tienen la misma frecuencia que la de la fuerza externa y no la frecuencia natural del oscilador. El comportamiento del cuerpo dependerá de la relación entre las dos frecuencias: la forzada y la normal.

 

El caso más simple de analizar es aquel en que no hay amortiguamiento. La fuerza total que actúa sobre el cuerpo es:

 
F = m a = k x + F m cos ω F t
 

Cuando la frecuencia de la fuerza se aproxima a la natural del cuerpo, la amplitud de la oscilación se hace muy grande (sin amortiguación se haría infinita al coincidir las frecuencias). Esto se conoce como resonancia.

 
Podemos observar el movimiento en este applet, extraído de la página de Walter Fendt

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RESONANCIA

La resonancia tiene gran relevancia en nuestra experiencia cotidiana. Un niño columpiándose, un instrumento musical resonando, nuestro aparato de radio sintonizando una emisora, son sólo algunos ejemplos de los beneficios que nos puede reportar.

Aquí debajo podemos observar los modos de vibración de una guitarra. Los objetos extensos tienen más de una frecuencia de resonancia.


Pero en algunos casos la resonancia produce efectos no deseados. Veamos lo que le paso en 1940 al puente de Tacoma