Frecuencia natural Cuando un objeto recibe ondas de choque, ste de forma natural produce resonancia, en s

la frecuencia natural es el proceso que de manera natural es producido por las ondas de

choque con los objetos.

ndice

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1 Caracterizacin y comportamiento de la frecuencia natural

2 Resonadores

3 Anlisis Fsico de las frecuencias

4 Anlisis Grfico de la frecuencia natural

5 Referencias

Caracterizacin y comportamiento de la frecuencia natural[editar]

Cuando la frecuencia de la fuente emisora de ondas coincide con la frecuencia natural

del resonador (objeto que oscila) se llega a una condicin conocida como resonancia.

La resonancia se define como la tendencia de un sistema fsico a oscilar con una amplitud

mayor en algunas frecuencias. La amplitud del sistema oscilante depende de la magnitud de la

fuerza que se le aplique peridicamente al emisor de ondas y tambin est relacionada con

las frecuencias de ondas del emisor y la frecuencia natural del sistema oscilante. Si la

diferencia entre la frecuencia del emisor y la frecuencia del resonador es grande la amplitud

del sistema resonador ser mnima. Al igual que mientras ms diferentes sean las frecuencias

entre el generador y el resonador, se requerir de mayor cantidad de energa para crear

determinadas amplitudes de oscilacin. En condicin de resonancia, una fuerza de magnitud

pequea aplicada por el emisor puede lograr grandes amplitudes deoscilacin en el sistema

resonador, creando con ello perturbaciones marcadas en el sistema resonador.1

Resonadores[editar]

Un sistema fsico puede tener tantas frecuencias naturales o de resonancia como grados de

libertad; cada grado de libertad puede vibrar como un oscilador armnico. Los sistemas que

tienen un solo grado de libertad, tales como una masa conectada a un

resorte, pndulos, volantes reguladores, y circuitos RLC tienen una sola frecuencia de

resonancia. Los sistemas con dos grados de libertad, tales como los pndulos acoplados y

transformadores resonantes pueden tener dos frecuencias de resonancia. En la medida que

aumenta el nmero de osciladores armnicos acoplados, el tiempo requerido para transferir

energa entre ellos se vuelve significativo. Las vibraciones en ellos comienzan a desplazarse

mediante ondas a travs de los osciladores armnicos acoplados, de un oscilador al siguiente.

Aquellos objetos dentro de los cuales pueden producirse resonancia a causa de vibraciones

dentro de ellos se denominanresonadores, como ser tubos de rganos, cuerdas

vibrantes, cristales de cuarzo, cavidades de microondas, y barras lser. Dado que es posible

interpretar que cada uno est formado de millones de partes mviles acopladas (como por

ejemplo tomos), ellos pueden tener millones de frecuencias resonantes. Las vibraciones se

transmiten dentro de ellos en forma de ondas, a una velocidad aproximadamente constante,

rebotando una y otra vez entre los lados del resonador. Si la distancia entre los lados es , la

longitud de un viaje completo es . Para que se pueda producir una resonancia, la fase de

una onda sinusoidal luego de un viaje de ida y vuelta debe ser igual a la fase inicial, de forma

tal que las ondas se refuercen. Por lo que la condicin para que se produzca resonancia en un

resonador es que la distancia del viaje de ida y vuelta, , sea igual a un nmero entero de

longitudes de onda de la onda:

Si la velocidad de una onda es , la frecuencia es por lo que las frecuencias

resonantes son:

Por lo tanto las frecuencias resonantes de los resonadores, denominadas modos

normales, son multiplos equiespaciados de la menor frecuencia denominada

la frecuencia fundamental.

Anlisis Fsico de las frecuencias[editar]