Más de 20 ejemplos críticos de resonancia en la vida diaria con explicaciones, preguntas frecuentes

¿Qué es la resonancia explicar con el ejemplo?

Ejemplos de resonancia en la vida diaria | Ejemplos prácticos de resonancia.

Se han explicado ejemplos de resonancia comunes en la vida diaria, como resonancia debido al sonido del motor de un automóvil, rotura de vidrio, oscilaciones de un puente colgante debido al viento, calentamiento por resonancia de microondas, control de canal de radio usando frecuencia de resonancia, vibración debido al sistema de música fuerte y otros. .

  • Sonido del motor: El traqueteo del motor de un autobús o camión que a menudo escuchamos cuando el autobús se deja inactivo es un ejemplo de la aparición del fenómeno de resonancia. Las vibraciones de un motor motor pueden causar ondas resonantes en las estructuras contiguas cuando la frecuencia de vibración del motor es comparable a la frecuencia de vibraciones de las estructuras circundantes.
  • Rotura de vidrio: La rotura de una copa de vino por un ruido de tono alto perteneciente al rango de frecuencia resonante de la copa. Este es un ejemplo de resonancia acústica.
  • Oscilaciones de un puente colgante: El viento puede amplificar las oscilaciones de un puente colgante haciendo que el puente oscile a una frecuencia que es igual a su frecuencia de resonancia. Los vientos fuertes pueden inducir una resonancia estructural en un puente colgante que puede causar su desastroso colapso.
  • Columpios se puede presionar a intervalos regulares para que coincida con su frecuencia de resonancia natural para establecer un movimiento oscilante con alta amplitud.
  • Calentamiento por resonancia de microondas: El fenómeno de la resonancia también ayuda a calentar rápidamente los alimentos en un microondas. El horno de microondas emite radiación de microondas que pertenecen a una determinada longitud de onda y frecuencia, para cocinar alimentos. Si la frecuencia de la radiación coincide con la frecuencia de resonancia de las moléculas de los alimentos, las moléculas comienzan a absorber las longitudes de onda y comienzan a vibrar, cocinando y calentando los alimentos.
  • Control de canal de radio mediante resonancia: La función del mando de la radio es cambiar la frecuencia normal del receptor. Esta frecuencia normal del receptor se hace coincidir con la frecuencia de transmisión de la estación de radio para la ocurrencia de transferencia de energía. Esta transferencia de energía nos permite escuchar el sonido del canal seleccionado.
  • Vibración debido al sistema de música fuerte: En ocasiones, un sistema de música alto puede hacer vibrar los muebles y las paredes del hogar. Esto sucedió si la frecuencia natural. de los muebles se sincronizan con la frecuencia de resonancia de la vibración del sistema musical.
  • Mecanismo de cronometraje de reloj moderno.
  • La creación de luz coherente por resonancia óptica en cavidades de un láser. Este es también un ejemplo de resonancia común.
  • Resonancia de marea de la Bahía.
  • Resonancia acústica ejemplos encontrados en varios instrumentos musicales, etc.

¿Qué es la resonancia y sus usos prácticos? | ¿Qué es la teoría de la resonancia?

Definición de resonancia:

La resonancia en física se refiere al fenómeno en el que la amplitud de una onda aumenta cuando la frecuencia de una fuerza (o su componente de Fourier) que se aplica periódicamente se vuelve comparable o igual a la frecuencia natural del sistema sobre el que actúa la fuerza. En un sistema dinámico, si aplicamos una fuerza oscilante a la frecuencia resonante, entonces podemos observar que el sistema comienza a oscilar a una amplitud mayor que la amplitud resultante cuando una frecuencia no resonante experimenta la misma fuerza oscilante.

La palabra "resonancia" fue acuñada de la palabra latina "resonantia" y "resonare" que significan "eco" y "resonar" respectivamente. El término se encuentra principalmente en el dominio de la acústica, principalmente a partir de la resonancia simpática que se puede ver en instrumentos musicales como una guitarra en la que una cuerda comienza a vibrar y producir sonido después de que se golpea otra cuerda.

A veces la frecuencia de resonancia o frecuencia resonante también se refiere a la frecuencia que hace que la amplitud de respuesta sea un máximo relativo. Se pueden generar oscilaciones de gran amplitud por el efecto de una pequeña fuerza periódica que son comparables a la frecuencia de resonancia del sistema, ya que tienen la capacidad de almacenar energía de vibración.

¿Cuáles son los tipos de frecuencias de resonancia?

Diferentes tipos de frecuencia de resonancia:

El fenómeno de la resonancia puede tener lugar en diferentes tipos de vibraciones u ondas. Algunas de las vibraciones más notables donde la resonancia juega un papel importante son

  1. Vibraciones u ondas mecánicas (resonancia mecánica),
  2. Vibraciones u ondas acústicas (resonancia acústica),
  3. Vibraciones u ondas electromagnéticas (resonancia electromagnética),
  4. Vibraciones u ondas magnéticas nucleares (resonancia magnética nuclear (RMN)),
  5. Vibraciones u ondas de espín de electrones (resonancia de espín de electrones (ESR)),
  6. Resonancia de la función de onda cuántica.

Se puede lograr una frecuencia definida utilizando un sistema resonante para generar vibraciones. Estas aplicaciones se requieren en instrumentos musicales o en filtros para seleccionar una frecuencia definida o un pequeño rango de frecuencias de una vibración compleja que comprende varias frecuencias diferentes.

Ejemplos prácticos de oscilaciones forzadas y resonancia.

Echemos un vistazo a los diferentes tipos de ejemplos de resonancia física:

Frecuencia de resonancia mecánica

La resonancia mecánica se refiere al fenómeno de la afinidad de un sistema mecánico para reaccionar a una amplitud aumentada cuando la frecuencia de su oscilación coincidirá con la frecuencia natural del sistema. de vibración (en su frecuencia de resonancia o frecuencia de resonancia) que en algunas otras frecuencias y esto podría conducir a movimientos fluctuantes viciosos y posiblemente fallas desastrosas en construcciones construidas inadecuadamente como puentes, edificios y aviones. Estos tipos de sucesos se denominan desastres de resonancia.

Se sabe que un objeto resonante puede poseer más de una frecuencia de resonancia. Esto significa que en esas frecuencias es más probable que el objeto vibre fácilmente y comparativamente menos para las otras frecuencias. Los relojes utilizan el fenómeno de la resonancia mecánica para mantener el tiempo haciendo coincidir las frecuencias del péndulo, la rueda de equilibrio o el cristal de cuarzo.

Frecuencia de resonancia acústica

La resonancia acústica se refiere al fenómeno en el que un sistema auditivo es capaz de amplificar las ondas sonoras que pertenecen a una frecuencia que es igual a una de las frecuencias naturales de vibración o frecuencias de resonancia. La resonancia acústica se puede denominar como una parte estrecha de la resonancia mecánica que pertenece al rango de frecuencias del oído humano. Sin embargo, en un sentido más amplio, la acústica gobierna las ondas vibratorias en la materia, por lo tanto, es posible que la resonancia acústica tenga lugar en frecuencias más allá del rango de frecuencias que pertenecen al rango audible de los seres humanos.

Normalmente, se ve que un objeto acústicamente resonante posee más de una frecuencia de resonancia. Esto se observa más en los armónicos de la resonancia acústica más fuerte del material. Esto significa que en esas frecuencias es más probable que el objeto vibre fácilmente y comparativamente menos para las otras frecuencias. Un objeto resonante en general elige o "selecciona" su frecuencia de resonancia de un rango de excitación compleja, por ejemplo, una excitación de ruido impulsivo o una excitación de ruido de banda ancha. En consecuencia, el objeto filtra todas las frecuencias restantes que no pertenecen a su rango de frecuencia de resonancia.

Similar a la resonancia mecánica, la resonancia acústica también puede conducir a movimientos fluctuantes posiblemente debido a fallas en los vibradores. Un ejemplo de resonancia muy común al que nos enfrentamos en nuestra vida diaria es la rotura de una copa de vino por un ruido de tono alto perteneciente al rango de frecuencia resonante de la copa.

"Resonador" by Travis Isaacs está licenciado bajo CC BY 2.0

Frecuencia de resonancia electromagnética (EMR)

La resonancia electromagnética se refiere al fenómeno de regular tanto la intensidad del campo magnético como la frecuencia de radiación para producir la absorción de la radiación. Este efecto de resonancia electromagnética se genera aplicando simultáneamente un campo magnético estable y radiación electromagnética (generalmente en forma de ondas de radio) a una muestra de electrones.

La resonancia magnética electrónica (EMR) se considera un dominio interdisciplinario que tiene numerosos tipos diferentes en física, química y biología. Algunas de las formas de resonancia magnética de electrones son la resonancia paramagnética de electrones (EPR), la resonancia de espín de electrones (ESR) y la resonancia de ciclotrón de electrones (ECR). En EMR, se presta atención a los electrones en lugar de a los núcleos o iones como se observa en NMR e ICR respectivamente.

Frecuencia de resonancia magnética nuclear (RMN)

La resonancia magnética nuclear (RMN) se refiere a un fenómeno físico que implica la perturbación de núcleos en un campo magnético continuo muy fuerte con la ayuda de un campo magnético oscilante débil y haciéndolo réplica generando una señal electromagnética que posee la frecuencia característica del campo magnético presente en el núcleo. Este fenómeno se observa en la región de resonancia cercana donde la frecuencia de oscilación se puede comparar con la frecuencia intrínseca de los núcleos. Este proceso depende de la potencia del campo magnético estático, las propiedades químicas del medio / material circundante y las propiedades del magnetismo demostradas por el isótopo utilizado.

Para aplicaciones prácticas que involucran campos magnéticos estáticos que van hasta ca. 20 tesla, la frecuencia observada es comparable a las transmisiones de televisión VHF (frecuencia muy alta) y UHF (frecuencia ultra alta) que van desde 60 MHz hasta aproximadamente 1000 MHz. La resonancia magnética nuclear (RMN) se produce debido a ciertas propiedades especiales del magnetismo demostradas por ciertos núcleos atómicos. La aplicación de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear se ve ampliamente para determinar la disposición de moléculas orgánicas en solución y estudiar la física molecular de los cristales, así como de ciertos objetos no cristalinos. Otra aplicación de la resonancia magnética nuclear o RMN se encuentra en el campo de las técnicas de imagen médica complejas, por ejemplo, la formación de imágenes por resonancia magnética (MRI).

Frecuencia de resonancia paramagnética de electrones (EPR)

La resonancia paramagnética de electrones o EPR, también conocida como espectroscopia de ESR por resonancia de espín de electrones, se refiere al proceso de examinar y analizar materiales que tienen electrones no apareados. Las teorías elementales de resonancia paramagnética electrónica o EPR son equivalentes a los conceptos de resonancia magnética nuclear (RMN). Sin embargo, en este los espines que se excitan pertenecen a los electrones en sustitución de los núcleos atómicos. La resonancia paramagnética electrónica o espectroscopía EPR es predominantemente valiosa para analizar complejos metálicos y radicales orgánicos.

La primera observación de resonancia paramagnética electrónica (EPR) tuvo lugar en la Universidad Estatal de Kazán. El experimento fue llevado a cabo por un notable físico soviético Yevgeny Zavoisky en el año 1944 y fue desarrollado de forma autónoma en el mismo período por Brebis Bleaney en la Universidad de Oxford, Reino Unido. La aplicación de la espectroscopia EPR o ESR está presente en numerosas ramas de la ciencia, ampliamente en biología, química y física, y se utiliza para detectar e identificar radicales libres en el estado sólido, líquido o gaseoso de materiales y en centros paramagnéticos como los centros F. .

Ventajas de la resonancia

Se han elaborado las ventajas y desventajas de la resonancia con una explicación adecuada. Ventajas como medir frecuencias desconocidas de objetos oscilantes, generar diferentes notas sonoras por instrumentos musicales, radio para sintonizar diferentes canales son pocas buenas aplicaciones. El fenómeno de la resonancia a veces puede llevar resultados desastrosos, pocos ejemplos de resonancia de este tipo también se explican con explicaciones científicas. La resonancia es útil por varias razones como:

  1. El fenómeno de la resonancia se usa ampliamente para medir frecuencias desconocidas de objetos oscilantes.
  2.  El fenómeno de la resonancia juega un papel muy importante en la generación de diferentes notas sonoras por instrumentos musicales.
  3. El fenómeno de la resonancia se usa ampliamente en radio para sintonizar diferentes canales.
  4. El fenómeno de la resonancia se utiliza ampliamente para analizar notas musicales.
  5. El fenómeno de la resonancia se usa ampliamente en la cocción por microondas.

Desventajas de la resonancia

El fenómeno de la resonancia a veces puede dar lugar a resultados desastrosos. Dejanos darle un vistazo:

  • Sabemos que los soldados están entrenados para marchar juntos a intervalos regulares. Entonces, sus pasos de marcha se vuelven periódicos y tienen una cierta frecuencia. Mientras se marcha sobre un puente estrecho que tiene una estructura flexible, si por casualidad la frecuencia de marcha de un grupo de soldados coincide con la frecuencia de resonancia del puente, este último puede establecerse en oscilaciones de gran amplitud. Tal incidente ocurrió en 12th de abril de 1831 en Salford, Inglaterra, donde el puente colgante de Broughton se derrumbó cuando un grupo de soldados británicos marchaba sobre él. Desde ese incidente, el ejército británico ordenó a sus soldados que detuvieran ese ritmo mientras marchaban a través de los puentes, para evitar la resonancia causada por su patrón de marcha periódico que perturbaba el puente.
  • Se observa que las vibraciones de un motor motor pueden causar ondas resonantes en las estructuras contiguas cuando la frecuencia de vibración del motor es comparable a la frecuencia de vibraciones de las estructuras circundantes. El traqueteo del motor de un autobús o camión que a menudo escuchamos cuando el autobús se deja inactivo es un ejemplo de la ocurrencia de tal fenómeno.
  • Los vientos fuertes pueden inducir una resonancia estructural en un puente colgante que puede causar su desastroso colapso. El parque eólica puede amplificar las oscilaciones si puede hacer que el puente oscile a una frecuencia que sea igual a su frecuencia de resonancia. Este fenómeno se observa en numerosos puentes colgantes en Europa y Estados Unidos. Estos puentes colgantes colapsaron debido a la resonancia estructural producida por vientos moderados. Otro ejemplo importante es el colapso del puente Tacoma Narrows el 7 de noviembre de 1940. Sin embargo, el científico Robert H. Scanlan junto con algunos otros miembros de su equipo argumentaron que la ocurrencia de tales colapsos de puentes fue provocada por un aleteo aeroelástico. El aleteo aeroelástico se define como una interacción compleja entre el viento que pasa y las estructuras del puente. Esto se puede denominar como una especie de auto-oscilación o una "vibración autosostenida" en el campo de la teoría no lineal de las vibraciones.

Ejemplos de resonancia en la vida diaria
Empujar a una persona en un columpio es un ejemplo común de resonancia. El columpio cargado, un péndulo, tiene una frecuencia natural de oscilación, su frecuencia de resonancia, y resiste ser empujado a un ritmo más rápido o más lento.
Credito de imagen : Luis CarlosNiña, en, columpioCC BY 2.0

Preguntas frecuentes sobre resonancia

P 1. ¿Es un eco un ejemplo de resonancia? | ¿Cuál es la diferencia entre eco de resonancia y reverberación? ?

No, la resonancia en física se refiere al fenómeno en el que la amplitud de una onda aumenta cuando la frecuencia de una fuerza (o su componente de Fourier) que se aplica periódicamente se vuelve comparable o igual a la frecuencia natural del sistema sobre el que actúa la fuerza. Mientras que, un eco se refiere al reflejo de la onda de sonido (cuando golpea un objeto rígido) que llega al oyente con un poco de retraso después del sonido original.

P 2. ¿Es la reverberación un ejemplo de resonancia?

No, la resonancia en física se refiere al fenómeno en el que la amplitud de una onda aumenta cuando la frecuencia de una fuerza (o su componente de Fourier) que se aplica periódicamente se vuelve comparable o igual a la frecuencia natural del sistema sobre el que actúa la fuerza. Considerando que, la reverberación se refiere a la ocurrencia de múltiples reflejos de sonido que crean un efecto prolongado del sonido. A menudo se denomina como múltiples ecos que ocurren juntos.

P 3. ¿Qué es la resonancia de amplitud?

Los ejemplos de resonancia de amplitud se refieren al fenómeno en el que a una cierta frecuencia de una excitación sinusoidal dada, un sistema genera la amplitud máxima de oscilación.

P 4. ¿Es la resonancia un tipo de interferencia?

Sí, todas las formas de resonancias vibratorias tienen lugar como resultado de interferencias constructivas y destructivas. A frecuencias resonantes, las estructuras resonantes sufren interferencias constructivas para formar ondas estacionarias que tienen mayores amplitudes. Mientras que en todas las demás frecuencias, además de las frecuencias de resonancia, se produce una interferencia destructiva y las ondas se vuelven ausentes. Entonces, los ejemplos de resonancia son un tipo de interferencia.

P 5. ¿Cómo es un swing un ejemplo de resonancia?

Los columpios se pueden empujar a intervalos regulares para que coincidan con su frecuencia de resonancia natural para establecer un movimiento oscilante con alta amplitud. Los vientos fuertes pueden inducir una resonancia estructural en un puente colgante que puede causar su desastroso colapso.

Sobre Sanchari Chakraborty

Soy un estudiante entusiasta, actualmente invertido en el campo de la Óptica Aplicada y la Fotónica. También soy miembro activo de SPIE (Sociedad internacional de óptica y fotónica) y OSI (Sociedad óptica de India). Mis artículos tienen como objetivo sacar a la luz temas de investigación científica de calidad de una manera simple pero informativa. La ciencia ha ido evolucionando desde tiempos inmemoriales. Por lo tanto, intento aprovechar la evolución y presentarla a los lectores.

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