Page 26 - Libro Hipertextos Fisica 2

La energía en los sistemas oscilantes

2.3.3 Oscilaciones forzadas
Para que un sistema real oscile durante un largo tiempo, es necesario que,
por medio de una fuerza externa, recupere la energía perdida durante
el rozamiento. Por lo cual, cuando un cuerpo oscilante se somete a una
fuerza externa, sus oscilaciones son forzadas.
Por ejemplo, considera el movimiento de un columpio. Si no existe la
intervención de la persona que se mece, el columpio oscilará con una
Figura 9. Debido a la resonancia, al aplicar frecuencia natural o propia y se mantendrá indefinidamente si no hay
una pequeña fuerza se genera una gran amplitud fricción. Por el contrario, si el columpio se empuja con cierta intensidad,
de oscilación.
cada vez que alcanza uno de sus extremos de oscilación, la oscilación
producida será forzada.
De esta manera, se verifican dos condiciones para mantener o aumentar
la amplitud de un sistema oscilante:
n La fuerza externa es periódica y su frecuencia es igual a la frecuencia
propia del sistema.
n La fuerza externa está en fase con el movimiento de oscilación.
Cuando las dos condiciones se cumplen, la amplitud del sistema aumenta
hasta un máximo valor, el cual depende de la fuerza externa aplicada y de
la elasticidad del material, es decir, existe una resonancia entre la fuerza
aplicada y el oscilador.

2.3.4 Algunas demostraciones
El fenómeno de resonancia se puede comprender mediante una barra
y un resorte en el que está suspendido un objeto. Para ello, se cuelga el
resorte en uno de los extremos de la barra y se hace oscilar (figura 9). Una
vez esté oscilando, se mueve la barra hacia arriba y hacia abajo con una
frecuencia igual a la frecuencia de oscilación del sistema resorte-objeto.
Cuando se igualan estas dos frecuencias hay un aumento, cada vez mayor
de la amplitud. Aunque la intensidad de la fuerza aplicada es pequeña, la
amplitud obtenida es grande.
En la siguiente figura se muestran tres péndulos marcados con las letras
A, B y C, los cuales cuelgan de una barra flexible. Uno de ellos tiene la
misma longitud del péndulo marcado con el número 1. Cuando po-
nemos en oscilación el péndulo 1, encontramos que, aunque todos los
péndulos oscilan, el péndulo B lo hace con mayor amplitud, puesto que
tiene la misma longitud que el péndulo 1 y por ende la misma frecuencia,
lo que produce una resonancia entre las dos.

A
B 1

C

26 © Santillana

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