Vibración
La vibración es un fenómeno mecánico por el cual ocurren oscilaciones alrededor de un punto de equilibrio . La palabra proviene del latín vibraciónem ("temblar, blandir"). Las oscilaciones pueden ser periódicas , como el movimiento de un péndulo, o aleatorias , como el movimiento de un neumático en un camino de grava.
La vibración puede ser deseable: por ejemplo, el movimiento de un diapasón , la lengüeta de un instrumento de viento de madera o armónica , un teléfono móvil o el cono de un altavoz .
En muchos casos, sin embargo, la vibración es indeseable, desperdiciando energía y creando sonidos no deseados . Por ejemplo, los movimientos vibratorios de motores , motores eléctricos o cualquier dispositivo mecánico en funcionamiento son normalmente no deseados. Estas vibraciones pueden deberse a desequilibrios en las piezas giratorias, fricción desigual o engrane de los dientes de los engranajes . Los diseños cuidadosos generalmente minimizan las vibraciones no deseadas.
Los estudios de sonido y vibración están estrechamente relacionados. El sonido, o las ondas de presión , son generados por estructuras vibratorias (por ejemplo, cuerdas vocales ); estas ondas de presión también pueden inducir la vibración de estructuras (por ejemplo, tímpano ). Por lo tanto, los intentos de reducir el ruido a menudo están relacionados con problemas de vibración. [1]
La vibración libre ocurre cuando un sistema mecánico se pone en movimiento con una entrada inicial y se le permite vibrar libremente. Ejemplos de este tipo de vibración son tirar de un niño hacia atrás en un columpio y soltarlo, o golpear un diapasón y dejarlo sonar. El sistema mecánico vibra en una o más de sus frecuencias naturales y se amortigua hasta quedar inmóvil.
La vibración forzada es cuando se aplica una perturbación variable en el tiempo (carga, desplazamiento, velocidad o aceleración) a un sistema mecánico. La perturbación puede ser una entrada periódica y de estado estable, una entrada transitoria o una entrada aleatoria. La entrada periódica puede ser una perturbación armónica o no armónica. Ejemplos de estos tipos de vibración incluyen una lavadora que se sacude debido a un desequilibrio, la vibración del transporte causada por un motor o una carretera irregular, o la vibración de un edificio durante un terremoto. Para los sistemas lineales, la frecuencia de la respuesta de vibración en estado estable resultante de la aplicación de una entrada armónica periódica es igual a la frecuencia de la fuerza o movimiento aplicados, y la magnitud de la respuesta depende del sistema mecánico real.
