Resonancia y el juego de romper copas.

Curioso, ¿no? Nunca deja de llamarme la atención algo así. Pero, ¿como es posible que la copa se rompa a partir de solo un sonido? La respuesta tiene un nombre: resonancia.

La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo.

Antes de explicar que es la resonancia vamos a hablar un poco de vibraciones.

¿Quien no ha visto alguna vez un péndulo moverse de un lado a otro con un ritmo que nos hace quedarnos embobados?

AllVale, quizás no, pues otro ejemplo más común, un niño (y yo a veces) meciéndose en un columpio, esa seguro que sí. Los dos son el mismo ejemplo, un objeto (masa) moviéndose a un ritmo constante a un lado y a otro de una posición de equilibrio (posición cuando están parados). He aquí lo que se conoce como un movimiento oscilante periódico, oscilante por moverse a un lado y a otro, periódico por mantener siempre el mismo “ritmo”.

A ese ritmo o tiempo que tarda en ir de un lado al otro y volver es lo que conocemos como periodo. Y visto de otra forma, las veces que se mueve en un tiempo determinado, por ejemplo 10 vaivenes en medio minuto, es lo que conocemos como frecuencia. Ya tenemos dos conceptos fundamentales movimiento periódico y frecuencia. Ángel, ¡la copa que se rompe! Ya, ya no os doy más la lata.

Pues toca volver al ejemplo del columpio. Cuando hay alguien montado y le empujamos para columpiarlo, le damos un empujoncito, va hacia delante, vuelve, le damos otro empujoncito, va hacia delante y sube un poco más que antes, vuelve, le damos otro empujoncito, seguimos dando empujoncitos y cada vez el que hay montado sube más alto y si no somos demasiado malos y no nos motivamos demasiado, cuando nuestro amigo consiga una altura considerable pararemos de darle empujoncitos. Pero que ha pasado, no hemos empujado cuando nos ha dado la gana, sino cuando estaba más cerca de nosotros y empezaba a alejarse, es decir, hemos empujado a la misma frecuencia que a la que se movía el columpio, pero es que además, no nos hacía falta empujar muy fuerte sino que dando siempre empujoncitos más o menos iguales el columpio cada vez subía más alto. Y ahora toca volver al péndulo que se movía “solo”, esa frecuencia a la que se mueve sin que nadie le esté empujando en cada vaivén es lo que se conoce como frecuencia natural.

¡Incluso cuando nadie empuja el columpio y nosotros mismos somos los que nos impulsamos estamos reproduciendo este mismo fenómeno! Resumiendo y traducido al lenguaje físico lo que ha pasado con el columpio, hemos excitado el sistema con una frecuencia igual a su frecuencia natural, así que con una fuerza pequeña, haciendo coincidir su frecuencia con la natural del movimiento del columpio, hemos hecho que éste cada vez se mueva más. ¿Resonancia? Si nos ponemos técnicos con la terminología no. Casi, excitación a frecuencia natural.

Cantilever_beam_mode_animationLa resonancia se podría decir que es este mismo efecto pero en sistemas que se deforman en ese movimiento. ¿Ejemplos? Si cogemos una regla, en un extremo la apoyamos en el filo de la mesa, nos echamos el peso en ese trozo para que no se mueva y ahora en el trozo de regla que sobresale de la mesa, la movemos hacia arriba o hacia abajo y la soltamos. Por unos instantes muy cortos y de forma muy rápida se moverá. Ese movimiento ha supuesto que la regla entera se deforme hacia arriba y hacia abajo, es lo que se conoce como vibración y la frecuencia a la que se produce se llama frecuencia natural.

modo lamina circular¿y un ejemplo más sencillo de frecuencia natural? Por supuesto, es tan sencillo como dar un golpecito a un objeto y observar como vibra, y nada mejor que una sartén o la tapa de una olla, la cogemos del mango o por un extremo y le damos un golpecito en el centro. El sonido que escuchamos se debe a que la sartén o tapa vibran a su frecuencia natural y hacen moverse el aire que hay a su alrededor.

Y cuando en esa vibración aplicamos una fuerza a esa frecuencia natural, como hemos visto antes, el movimiento será cada vez mayor. Sí, esto técnicamente es lo que se llama resonancia.

Vale, y ahora que hemos hablado de movimientos periódicos, vibraciones, frecuencias y resonancias, ¿que pasa con la copa?

Si frotas su filo con cuidado y algo de suerte (yo no lo consigo nunca) escucharas un sonido parecido a un silbido, es el sonido que produce al vibrar a su frecuencia natural.

En la copa del vídeo se la somete a un sonido con esa misma frecuencia y ese sonido hace vibrar a la copa con cada vez mayor fuerza, hasta que llega el momento que ésta no aguanta más y se rompe.

Así que ya sabeis, se rompe no porque el cantante grite tan fuerte hasta ponerse colorado, sino porque por unos momentos la frecuencia de su voz coincide con la de la copa. Esto es todo por ésta semana. Si queréis saber más sobre vibraciones y resonancia os recomiendo esta fantástica Serie-Documental y que no os perdáis mi próxima entrada donde os seguiré hablando de vibraciones y resonancia.

 

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Un pensamiento en “Resonancia y el juego de romper copas.

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