OSCILACIONES FORZADAS - RESONANCIA

El sistema de la figura de la izquierda consiste en un muelle que tiene colgando un cuerpo de masa m (cuerpo azul) y cuya constante elástica de restitución es K. El muelle está fijo en un punto y cuelga de el (punto rojo). Si el cuerpo se separa de su posición de equilibrio y se deja en libertad el cuerpo adquiere un movimiento oscilatorio. La frecuencia de esa oscilación se puede calcular ya que depende de la masa del cuerpo azul y de la constante elástica del muelle. Esta frecuencia sería la conocida como frecuencia natural de oscilación del cuerpo unido al muelle: ω_o. Por ejemplo, si la masa del cuerpo y la constante elástica del muelle valiesen  1 kg y 10 N/m, respectivamente, la frecuencia natural sería: ω_o = 3,16 s^-1. 

 Sin embargo, ¿qué pasaría si el punto rojo no estuviese fijo, sino que tuviese un movimiento oscilatorio? Este movimiento oscilatorio del punto rojo se comunicaría al cuerpo azul y este empezaría con lo que se conoce como oscilación forzada. El movimiento del cuerpo azul dependería de cómo se moviese el punto rojo; en particular, de cómo sería la frecuencia de la oscilación del punto rojo. Esta frecuencia del punto rojo se conoce como frecuencia de excitación para las oscilaciones forzadas. Si la frecuencia de oscilación del punto rojo fuese menor que la frecuencia natural del cuerpo azul, este adquiriría un movimiento en fase con el punto rojo. Si la frecuencia de oscilación del punto rojo fuese mayor que la frecuencia natural del cuerpo azul, este adquiriría un movimiento en oposición de fase con el punto rojo. 
El efecto más espectacular se produce cuando la frecuencia de oscilación del punto azul tiene el mismo valor que la frecuencia natural del cuerpo azul. En este caso la amplitud de la oscilación del cuerpo azul va aumentando con cada oscilación, llegando a descontrolarse el movimiento. Este fenómeno se conoce como RESONANCIA. La resonancia hace que podamos mantener el movimiento de un columpio con un pequeño impulso pero también que pueda destruirse un puente por acción del viento.




La animación que se acompaña sirve para trabajar el efecto de la resonancia: accede a la animación.