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miércoles, 9 de abril de 2008

Hablando de Resonancias (II)

El otro día hablé un poco de resonancias, poniendo un par de vídeos bastante espectaculares con un par de helicópteros.
He buscado un poco más para seguir hablando de ellas y poner un par de ejemplos más:


Esto ocurrió en Tacoma. A 68 km/h, la frecuencia de los vórtices de von Karman se igualó con la frecuencia de resonancia del puente. El resultado:


Ahora después de ver estos 2 impresionantes vídeos, vamos a contar un par de curiosidades más sobre la resonancia:

Curiosidad 1: Los que conducimos podemos constatar que, cuando los coches van envejeciendo, aparecen vibraciones. Pero hay un tipo especial de vibraciones que seguro que todos conocemos, aunque no nos hayamos parado a pensar mucho en ellas. En mi anterior coche, por ejemplo, cuando iba acelerando, a 110 km/h aparecía una vibración que desaparecía a los 120 km/h. Casi todos los coches seminuevos o viejos comparten la aparición de vibraciones para un rango concreto de velocidades. Pues son debidas a la resonancia, estimados lectores. A esas velocidades la frecuencia de rotación de las ruedas (que nunca están perfectamente equilibradas) se iguala con la frecuencia de vibaración de los amortiguadores y comenzamos a vibrar. Por suerte, los amortiguadores son estupendos disipadores de energía, por lo que nunca llegamos a la zona catastrófica de la resonancia. Pero ahí la tenemos.

Curiosidad 2: Ahondando en lo anterior, no sé si mis lectores se han fijado alguna vez en las especificaciones técnicas de sus neumáticos. Todo neumático tiene un límite de velocidad impuesto por el fabricante. Si miramos en las especificaciones, encontraremos que nuestro neumático pertenece a una de las siguientes categorías:

Letra km/h

M 130 - N 140
P 150 - Q 160
R 170 - S 180
T 190 - U 200
H 210 - V 240
W 270 - Y 300
ZR 240

¿A qué se debe esto? Pues a la misma resonancia. Cuando un neumático gira, sufre un “golpe” contra la carretera. El punto del golpe es el punto (o zona) de contacto del neumático con la carretera. Ese “golpe” provoca la propagación de ondas de presión por el interior del neumático. Por supuesto, si nos fijamos en la rueda cuando circulamos, el punto de aplicación del golpe va variando de lugar; concretamente, va dando vueltas alrededor de la rueda exactamente a la misma velocidad que la rueda gira. A cierta velocidad, las ondas de presión alcanzarían el borde opuesto de la rueda justo cuando la rueda está apoyándose en el suelo, y recibiendo más presión por ese lado también. Esto se denomina interferencia constructiva (se juntan en el mismo punto dos máximos de presión y se suman), lo que puede verse como una resonancia en el interior del neumático, y tendríamos un reventón instantáneo por culpa de la sobrepresión. Pero no se preocupen, hay margen. Si su coche no alcanza los 220 km/h no tienen nada que temer, estas cosas nunca se dejan al azar. Si sí los alcanza, les recomiendo dos cosas: 1.- No me inviten a dar una vuelta para comprobarlo. 2.- Revisen el índice de velocidad de sus neumáticos. Por si acaso.

Curiosidad 3: ¿No odian el sonido chirriante que hacen de vez en cuando las tizas contra la pizarra? Hagan memoria: normalmente las tizas chirrían cuando son muy largas. Por ello, las partimos para que dejen de hacer ese ruido. La causa está en… ¡Eh! ¡Lo han adivinado! De nuevo, la resonancia. La pizarra no es una superficie lisa, como saben. Cuando deslizamos la tiza a una velocidad concreta por la pizarra, la tiza va recibiendo “golpecillos” por parte de las irregularidades de la pizarra, provocando ondas longitudinales en la tiza (ondas longitudinales que, en otro orden de cosas, hacen imposible romper los spaghetti en dos trozos). Cuando las ondas hacen entrar a la tiza en resonancia, se amplifican a lo bestia y hacen que la tiza vibre mucho, provocando ese infame y grimoso sonido. Como sabe bien cualquier músico, la frecuencia de vibración de un cuerpo alargado es inversamente proporcional a su longitud, entre otras cosas. Así, una cuerda larga de violín sonará más grave que una cuerda corta (o acortada por el dedo del instrumentista). La frecuencia de resonancia de la tiza aumentará cuando la partamos, pasando a los ultrasonidos, con lo que dejará de molestarnos. ¿Curioso, no?

Curiosidad 4: Un último vídeo, fascinante, y relacionado también con la resonancia. Si sometemos arena o agua a vibraciones, de vez en cuando obtendremos grandes géiseres. Éstos tendrán lugar cuando coincidan un empujón hacia arriba de la plataforma que causa las vibraciones con el movimiento natural hacia arriba del agua o la arena que están oscilando. Es como el problema del columpio pero con cientos de columpios simultáneos, cuyos periodos van variando caóticamente. Resulta agradable de ver y cabe en esta entrada. Disfruten:



Via CuriosoPeroInutil

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