Investigacion: Vibraciones mecanicas

Los osciladores forzados 

Es un tipo de oscilaciones producidas por un sistema vibratorio que es perturbado o recibe

la aplicación de una fuerza externa a él. Las características de esta fuerza puede variar en

potencia, desde ser una perturbación simple y pequeña, una oscilación mantenida o un efecto

causado por la inercia.

Mientras que esta oscilación se desarrolla a través del tiempo, su forma original del sistema

comienza a desaparecer a causa de la fuerza exterior y como consecuencia la oscilación

estacionaria seguirá manteniendo la misma frecuencia con la que inicio. 

Las fuerzas que interactúan en un oscilador forzado son las siguientes:

• Fuerza restauradora Fr

• Fuerza retardadora  Ff

• Fuerza impulsora  F

El efecto que producen estas fuerzas es el de mantener el oscilador en un estado de equilibrio,

cambiar el movimiento del sistema a un estado de reposo y la capacidad de mantener

el movimiento sin que este se detenga, abasteciendo de energía al sistema variando

periódicamente.

Donde la fuerza retardadora y la fuerza restauradora están igualadas a la masa por la aceleración.

Para el caso de un oscilador forzado, a este se agrega el termino de la fuerza impulsora

permitiendo que el ,movimiento continúe y manifestándose en la misma dirección del

movimiento.

Cuando un oscilador forzado se desarrolla en un periodo de tiempo lo suficientemente largo, este

llega a un estado de estabilidad o bien adquiere la característica de que su magnitud se vuelve

constante, gracias a que la energía que absorbe por ciclo es igual a la perdida de energía.

Fenómeno de resonancia 

Este fenómeno se debe al considerable aumento de la amplitud cuando la frecuencia de la fuerza

impulsora se acerca a la frecuencia natural del sistema.

"Si el amortiguamiento es alto, el valor de la amplitud disminuye considerablemente cuando esta

depende de la frecuencia"

"Si el amortiguamiento es mínimo, la frecuencia natural del sistema se asemeja a la frecuencia

de la fuerza impulsora"

"En caso de que el amortiguamiento no esté presente o tienda a cero, la frecuencia angular de la fuerza impulsora será igual a la frecuencia natural provocando que la amplitud tienda al infinito"

En esta grafica podemos observar el comportamiento de amplitud con respecto a la frecuencia angular natural y de la fuerza impulsora y como es que el amortiguamiento es una pieza clave en este tipo de oscilador.

Esta frecuencia es una magnitud que mide las oscilaciones por segundo en una vibración. "Cuando algo tiene una frecuencia bastante alta, tiende a tener vibraciones en intervalos de tiempo muy cortos y por lo contrario si es baja, las vibraciones se desarrollan en mucho mas tiempo"

Una característica muy importante es que la frecuencia natural es provocada por una vibración cercana a un objeto sin vibrar. Otra cualidad de esta es que cuando dos frecuencias chocan de igual magnitud estas se acumulan y recrean el fenómeno de resonancia tratado anteriormente.