Vibraciones Y Ondas

Introducción

En este trabajo nuestro objetivo es aprender lo que son vibraciones y ondas. Por ejemplo:
En la vida cotidiana vemos cosas que se agitan. Incluso hasta los más pequeños objetos se mueven, como los átomos. Un meneo en el tiempo constituye una vibración, y un meneo en el espacio y el tiempo es una onda. Una onda no puede existir en un solo lugar; se extiende de un lado a otro. Laluz y el sonido son formas de energía que se propagan en el espacio en formas de onda.

Vibraciones

En su forma más sencilla, una vibración se puede considerar como la oscilación o el movimiento repetitivo de un objeto alrededor de una posición de equilibrio. La posición de equilibrio es la a la que llegará cuando la fuerza que actúa sobre él sea cero. Este tipo de vibración se llama vibraciónde cuerpo entero, lo que quiere decir que todas las partes del cuerpo se mueven juntas en la misma dirección en cualquier momento.
El movimiento vibratorio de un cuerpo entero se puede describir completamente como una combinación de movimientos individuales de 6 tipos diferentes. Esos son traslaciones en las tres direcciones ortogonales x, y, y z, y rotaciones alrededor de los ejes x, y, y z.Cualquier movimiento complejo que el cuerpo pueda presentar se puede descomponer en una combinación de esos seis movimientos. De un tal cuerpo se dice que posee seis grados de libertad. Por ejemplo un barco se puede mover desde adelante hacia atras ( ondular )desde abajo hacia arriba ( ) y de babord hacia tribord ( ). También puede rodar en el sentido de la longitud (rodar), girar alrededor del ejevertical, (colear) y girar alrededor del eje babor-tribor (arfar).
Supongamos que a un objeto se le impide el movimiento en cualquiera dirección excepto una. Por ejemplo un péndulo de un reloj solamente se puede mover en un plano. Por eso, se le dice que es un sistema con un grado único de libertad. Otro ejemplo de un sistema con un grado único de libertad es un elevador que se mueve hacia arribay hacia abajo en el cubo del elevador.
La vibración de un objeto es causada por una fuerza de excitación. Esta fuerza se puede aplicar externamente al objeto o puede tener su origen a dentro del objeto. Mas adelante veremos que la proporcion (frecuencia) y la magnitud de la vibración de un objeto dado, están completamente determinados por la fuerza de excitación, su dirección y frecuencia. Esaes la razón porque un análisis de vibración puede determinar las fuerzas de excitación actuando en una máquina. Esas fuerzas dependen del estado de la máquina, y el conocimiento de sus características e interacciones permite de diagnosticar un problema de la máquina.
Una vibración se produce cuando el sistema en cuestión es desplazado desde una posición de equilibrio estable, el sistema tiende aretornar a dicha posición, bajo la acción de fuerzas de restitución, elásticas o gravitacionales, moviéndose de un lado a otro hasta alcanzar su posición de equilibrio. El intervalo de tiempo necesario para que el sistema efectúe un ciclo completo de movimiento se llama periodo de vibración, el número de ciclos por unidad de tiempo define la frecuencia y el desplazamiento máximo del sistema desdesu posición de equilibrio se denomina amplitud de vibración.

Tipos de vibración
Existen dos clases de vibraciones, las libres y las forzadas. Cualquier sistema elástico puede tener una vibración libre a consecuencia de un impulso inicial, donde el movimiento es mantenido únicamente por las fuerzas de restitución inherentes al mismo. El sistema bajo vibración libre vibrará en una o más de susfrecuencias naturales, dependientes de la distribución de su masa y rigidez.
* Vibración libre es la oscilación continua de una estructura, después que se para la fuerza de excitación. La vibración se hará a la frecuencia natural del sistema, y se extinguirá gradualmente, debido a la amortiguación del sistema.
* Vibración Forzada: Cuando al sistema se le aplica fuerzas perturbadoras...