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Amortiguamiento
Hasta ahora se ha estudiado el m.a.s. de sistemas ideales que, bajo la acción de unafuerza recuperadora, se considera que pueden oscilar indefinidamente.
Sin embargo, en los sistema reales, como una persona que se columpia, o una cuerda deguitarra, la amplitud de las oscilaciones decrece. Esto se debe a la pérdida de energía mecánica, principalmente por la intervención de fuerzas de rozamiento.
En este caso decimos que el movimiento está amortiguado y que el cuerpo realiza oscilaciones amortiguadas.
Un movimiento oscilatorio es amortiguado si la energía mecánica de su
movimiento disminuye gradualmente; como consecuencia, aunque se mantienen las oscilaciones, éstas disminuyen su amplitud con el tiempo.
La disminución de la amplitud con el tiempo suele ser de tipo exponencial
seno
En los sistemas osciladores reales la amplitud de las oscilaciones disminuye debido a la disipación de la energía. Ahora bien, es posible mantener dicha amplitud si un agente externo le suministra la energía que pierde por rozamiento. En este caso decimos que el sistema realiza oscilaciones forzadas.
Llamamos oscilaciones forzadas a las producidas en un sistema oscilante debido a la energía suministrada desde el exterior; dicho sistema es un oscilador forzado.
Si la acción de las fuerzas externas compensa exactamente la de las fuerzas
disipativas que reducen la amplitud de las oscilaciones, es posible mantener constante la amplitud de éstas en el sistema oscilador.
Un ejemplo de este tipo de sistemas es el reloj de péndulo, donde la amplitud del movimiento del péndulo se mantiene gracias a un resorte en espiral al que está conectado.
Otro ejemplo muy común es una persona que se mantiene en movimiento en un columpio y se impulsa únicamente lo suficiente para compensar las pérdidas de energía por rozamiento.
Si la frecuencia con que actúa una fuerza externa coincide con la frecuencia natural del oscilador, la energía absorbida por éste es máxima. Entonces decimos que ésta es una frecuencia resonante y que el oscilador entra en resonancia.
La resonancia no se produce porque la fuerza externa sea muy grande, sino porque actúa con la misma frecuencia que la natural del sistema oscilante. En el caso de que la energía externa llegue al oscilador con más rapidez que lo que tarda en disiparse, lo que ocurre es que aumenta excesivamente la amplitud de las oscilaciones y puede llegar a producirse la rotura del oscilador o a perjudicar seriamente su estructura interna
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