¿Puedes encontrar la frecuencia de resonancia?
En una regla, pega tiras de papel de diferentes tamaños...
...en forma de círculos.
¿Qué cambia si agregamos masa?
Este efecto se utiliza para estabilizar edificios en caso de terremotos.
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¿Puedes encontrar la frecuencia de resonancia?
En una regla, pega tiras de papel de diferentes tamaños...
...en forma de círculos.
¿Qué cambia si agregamos masa?
Este efecto se utiliza para estabilizar edificios en caso de terremotos.
Terremoto de círculos
Los sistemas mecánicos, ya sea el de un pequeño reloj o el de un rascacielos, tienen una frecuencia de resonancia que depende de la firmeza, de la masa y de otros parámetros. Con círculos de papel de diferentes tamaños podemos crear una maqueta fácil y segura para tener una noción de este fenómeno omnipresente.
Descubrir la frecuencia de resonancia de un sistema mecánico.
Observar cómo se puede utilizar la masa para amortiguar las oscilaciones.
Hoja de papel
Cinta adhesiva
Clips de papel
Forma cuatro círculos de papel de diferentes tamaños y pégalos a una regla. Luego agita suavemente la regla para los costados y comienza a aumentar la frecuencia del movimiento.
1. ¿En qué momento vibra especialmente fuerte cada círculo?
2. Si colocas un clip de papel en uno de los círculos, ¿cambia la forma de balancearse?
(si es necesario)
Si presionas suavemente arriba de cada círculo, ¿notas alguna diferencia?
› Los círculos más grandes se deforman con más facilidad que los más pequeños, es decir, tienen menos firmeza.
¿Cuál es la diferencia entre los círculos?
› Con el tamaño también cambian la masa y la firmeza de los círculos.
El círculo más grande comenzará a balancearse muy fuerte a una frecuencia baja. A medida que aumentamos la frecuencia, el círculo más grande se mueve menos y el siguiente más pequeño comenzará a vibrar, cada uno de acuerdo con su propia frecuencia de resonancia, que depende de su respectiva masa y firmeza.
Si colocas un clip de papel en el círculo, no solo aumenta la masa —y por lo tanto disminuye la frecuencia de resonancia—, sino que le agrega inercia a la parte superior, cambiando los modos de oscilación del círculo. Puedes verlo claramente si colocas el clip en otra parte del círculo. Este efecto es utilizado para amortiguar oscilaciones y, por ejemplo, estabilizar un rascacielos cuando el suelo se mueve. En el edificio Taipei 101 (en Taiwán, con 508 m de altura), hay un amortiguador de masa de 660 toneladas en su parte alta que se balancea como un péndulo para compensar los movimientos del edificio.