Resonancia
Física
Conceptos clave
- La resonancia ocurre cuando se fuerza a un sistema a oscilar a su frecuencia natural.
- La amplitud de oscilación se hace máxima.
- Puede ser útil (instrumentos) o peligrosa (estructuras).
- El amortiguamiento reduce la amplitud en la resonancia.
Frecuencia natural
- Es la frecuencia a la que un sistema oscila por sí solo tras una perturbación.
- Depende de las propiedades del sistema (longitud, masa, rigidez).
- Cada sistema tiene una o varias frecuencias naturales.
Condición de resonancia
- Se produce cuando la frecuencia forzada coincide con la natural.
- La energía transferida en cada ciclo se acumula.
- La amplitud crece hasta un máximo (limitado por el amortiguamiento).
Efecto del amortiguamiento
- Poco amortiguamiento: pico de resonancia alto y estrecho.
- Mucho amortiguamiento: pico más bajo y ancho.
- El amortiguamiento limita la amplitud máxima.
Ejemplos
- Un columpio que se empuja al ritmo justo.
- Cajas de resonancia de instrumentos (guitarra, violín).
- Riesgo en puentes y edificios ante el viento o los sismos.
Ejemplo resuelto
- Problema: ¿por qué un cantante puede romper una copa con la voz?
- La copa tiene una frecuencia natural propia.
- Si el cantante emite esa misma frecuencia, la copa entra en resonancia.
- La amplitud de vibración crece tanto que el vidrio se rompe.
En el examen IB
- La resonancia ocurre cuando la frecuencia forzada iguala a la natural.
- En la resonancia la amplitud es máxima.
- Error frecuente: confundir resonancia (frecuencias iguales) con interferencia.
- Más amortiguamiento → pico de resonancia más bajo y ancho.