Sistemas de un grado de libertad

SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD.
Grados de libertad.
Se dice que un sistema mecánico tiene un grado de libertad, si podemos expresar su posición geométrica en cualquier instante mediante un solonúmero. Sea, por ejemplo, un émbolo que se mueve confinado en un cilindro. Como su posición, en cualquier instante, puede determinarse por su distancia desde el extremo del cilindro, tenemos, por lotanto, un sistema con un grado de libertad. Otro ejemplo es el caso de un cigüeñal que descansa en unos cojinetes rígidos. Aquí, la posición del sistema queda completamente determinada por el ángulo queforma cualquiera de sus codos con el plano vertical.
Los sistemas de un grado de libertad son, por una parte sencillos, y por otra se dan en la práctica en sistemas que son directamente asimilablesa sistemas vibratorios de un grado de libertad.

Sistemas con amortiguamiento.
Hay dos clases generales de vibraciones, libres y forzadas. La vibración libre es la que ocurre cuando un sistemaoscila bajo la acción de fuerzas inherentes al sistema mismo y, cuando las fuerzas externamente aplicadas son inexistentes. El sistema bajo vibración libre vibrará a una o más de sus frecuencias naturalesque, son propiedades del sistema dinámico que dependen de su distribución de masa y de rigidez.

La vibración que tiene lugar bajo la excitación de fuerzas externas es una vibración forzada. Cuandola excitación es oscilatoria, el sistema es obligado a vibrar a la frecuencia de excitación. Si ésta coincide con una de las frecuencias naturales del sistema, se produce una situación de resonanciay ocurren oscilaciones peligrosamente grandes.
Todos los sistemas vibratorios están sometidos a cierto grado de amortiguamiento puesto que la energía se disipa por fricción y otras resistencias. Siel amortiguamiento es pequeño, tiene escasa influencia sobre las frecuencias naturales del sistema y, por consiguiente, los cálculos de las frecuencias naturales se hacen generalmente ignorando el...