Física

Resonancia


Es el fenómeno que ocurre cuando un sistema físico recibe energía a través de excitaciones de frecuencia iguales a una de sus frecuencias de vibración natural. Así, el sistema físico comienza a vibrar con amplitudes crecientes.

Cada sistema físico capaz de vibrar tiene una o más frecuencias naturales, es decir, características del sistema, más precisamente la forma en que está construido. Por ejemplo, un péndulo fuera de balance, cuerdas en una guitarra o un puente peatonal sobre una carretera concurrida.

Todos estos sistemas tienen su frecuencia natural característica. Cuando se producen excitaciones periódicas sobre el sistema, como cuando el viento sopla constantemente sobre un puente durante una tormenta, se produce un fenómeno de superposición de olas que cambia la energía del sistema, cambiando su amplitud.

Como hemos estudiado anteriormente, si la frecuencia oscilante natural del sistema y las excitaciones constantes al respecto están en la misma frecuencia, la energía del sistema aumentará, haciendo que vibre con amplitudes crecientes.

Un caso muy famoso de este fenómeno fue la ruptura del Puente Tacoma Narrows en los Estados Unidos el 7 de noviembre de 1940. En un momento, el viento comenzó a soplar tan a menudo como la oscilación natural del puente, lo que provocó que comenzara a subir. La amplitud de sus vibraciones hasta que su estructura ya no puede soportar, haciendo que su estructura se rompa.

El caso del Puente Tacoma Narrows puede considerarse una falla humana, ya que el viento que sopló el 7 de noviembre de 1940 tenía una frecuencia característica de la región donde se construyó el puente, por lo que los ingenieros responsables de su construcción no pudieron analizar las características. de la region. Por esta razón, actualmente se realiza un análisis exhaustivo de todas las características posibles que pueden requerir un cambio en la construcción de un edificio.

Imagine que este es un puente colgante, y su frecuencia de oscilación natural viene dada por:

Cuando periódicamente excitado por un viento de frecuencia:

La amplitud de oscilación del puente estará dada por la superposición de las dos ondas:

Si el puente no tiene una resistencia que soporte el rango de movimiento, se dañará e incluso podría destruirse como el puente Tacoma Narrows.

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