Vibraciones ¿Qué son? Tipos de vibraciones

Veamos qué son las vibraciones, qué tipos existen y las características físicas de las mismas.

¿Qué son las vibraciones?

La vibración es el movimiento oscilatorio de una partícula o cuerpo alrededor de una posición tomada como referencia.

Los movimientos vibratorios aparecen con gran frecuencia en la naturaleza y ocurren en campos muy diversos de la física y la ingeniería.

Las oscilaciones de un péndulo o una masa suspendida de un resorte son dos ejemplos claros de movimiento vibratorio, pero también lo son las vibraciones acústicas, los circuitos eléctricos oscilantes o la luz electromagnética u ondas de radio.

Una vibración se caracteriza por su frecuencia y su amplitud.

La frecuencia es el número de ciclos que realiza el sistema o la partícula en un segundo. Está representado por la letra f y la unidad de medida es el hertz, Hz (un hertz = un ciclo por segundo).

La amplitud de la vibración es la distancia entre un máximo y un mínimo del sistema alrededor de la posición de referencia.

Tipos de vibraciones

Las vibraciones pueden ser periódicas o aleatorias.

• Las vibraciones periódicas son aquellas en las que el movimiento oscilatorio alrededor de la posición de referencia se repite exactamente después de un cierto periodo de tiempo.
• En las vibraciones aleatorias, el movimiento no repite todas sus características alrededor de la posición de referencia, sino que se produce de manera irregular y de forma aleatoria.

Se dice que el movimiento vibratorio es armónico cuando puede ser representado por una función trigonométrica. Esto sucede, en general, cuando la amplitud inicial del movimiento es pequeña. En este caso el período del movimiento es independiente de la amplitud.

Cuando las amplitudes iniciales del movimiento son muy grandes, las vibraciones se caracterizan porque el período depende de la amplitud y no puede ser representado por funciones armónicas. Este tipo de vibraciones se llaman anarmónicas.

Otra clasificación de las vibraciones

Las vibraciones de un sistema también pueden clasificarse como libres o forzadas y ambas pueden amortiguarse a su vez.

• Vibración libre: es la vibración que un sistema ejecuta cuando se separa de su posición de equilibrio y se abandona libremente. La frecuencia correspondiente a la vibración libre del sistema se denomina frecuencia natural.
• Vibración forzada: es el movimiento vibratorio realizado por un sistema mecánico cuando su movimiento es forzado por una perturbación externa. Se llama frecuencia forzada a la frecuencia de la vibración asociada con un sistema excitado periódicamente.
• Las vibraciones amortiguadas son aquellas en las que en cada ciclo el sistema pierde energía debido a las características disipativas de la misma razón por la cual la amplitud de la oscilación está disminuyendo.

Los choques también son vibraciones

Los choques son vibraciones de corta duración y se caracterizan por la contribución de energía al sistema en un intervalo de tiempo muy pequeño en comparación con el período de oscilación del sistema.