Viajando por el Sistema Solar. Oscilador Armónico 134

Hola, ¿qué tal, queridos amigos? Bienvenidos a un nuevo programa de Oscilador Armónico, tu podcast de física que se realiza cada semana desde el IFIC, el Instituto de Física Corpuscular Centro Mixto del CSIC y de la Universidad de Valencia. Un programa que cuenta con el apoyo del Proyecto Centro de Excelencia Severo Ochoa, acreditación que el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades ha concedido al IFIC. Les habla como cada semana Antonio Rivera y varias cosas antes de empezar. Por un lado, recordaros las redes sociales del programa donde podéis encontrarnos e interactuar con nosotros. Ya sabéis que estamos en X, antiguo Twitter, y nos podéis encontrar en arroba oa-podcast, arroba oa-podcast, también en Facebook, en la página Oscilador Armónico, y también estamos en Blue Sky como Oscilador Armónico. Por otro lado, que sepáis que podéis escuchar y descargar todos los programas que emitamos a través de las principales plataformas como por ejemplo iVoox, Apple Podcast o Spotify. Así que gracias por estar al otro lado, pónganse cómodos y prepárense para disfrutar de la ciencia. ¡Comenzamos! Alberto Aparicio, amigo. ¿Qué tal? ¿Cómo estás? Pues estupendamente.

Con muchas ganas de la palabrita de hoy, que además ya te anticipo que es una palabra casi de libro de texto. Es una palabra como del vocabulario que uno aprende cuando... Acaba de entrar en la carrera y es un proyecto de físico y no un físico todavía. Que hay alguien en las escaleras, en la puerta, preguntando esas palabras. A ver si podéis entrar o no. ¿Cómo funciona esto? No son palabras que te van cayendo en primero de carrera y que tú a lo mejor habías oído. En mi caso, yo esta palabra no la había oído. Y luego resulta que se convierten en algo que aparece por todas partes en física. Así que me gusta esta palabra porque es como de base. Pues vamos a desvelar. Además, espíritu original de la sección. Ah, es una palabra sola. Una sola palabra. Venga, pues vamos. Así que vamos a contar hoy qué es un forzamiento en física. Forzamiento. Es una palabra que se utiliza fuera de la física también. Uno puede tener una intuición. Yo creo que la definición no va a sorprender a nadie, pero ciertos detalles creo que van a ser interesantes. Pues vamos a ello, venga. Entonces, un forzamiento en física es cualquier influencia externa a un sistema que afecta a la dinámica de ese sistema.

La dinámica quiere decir cómo se mueve, cómo evoluciona, sus propiedades físicas, digamos. Y si te parece, vamos a contarlo a través de algunos ejemplitos. Que siempre suele ser la mejor forma de verlo. Vamos a contar el ejemplo clásico que es donde yo me encontré con esta palabra en segundo de carrera, no fue en primero. Y además este es un ejemplo que los oyentes ya se conocen muy bien porque son expertos. Es el oscilador armónico. Ah, hombre, por supuesto. Aquí, de oscilador armónico sabemos muchísimo. Entonces, el oscilador armónico nos da un modelo perfecto para explicar lo que es un forzamiento. Y como los oyentes saben estupendamente, un ejemplo de oscilador armónico es un muelle. Correcto. También sería un péndulo, pero con un péndulo es como un poco más abstruso de explicar, así que prefiero el muelle y ya está. Vamos al muelle. Que los oyentes imaginen un muelle que está colgando de un techo o incluso de una pared y que tiene una bolita al final. Y con eso vamos a hacer nuestro oscilador armónico. Vamos a ello. Entonces, si estiramos ese muelle que tiene una bolita al final y lo soltamos, pues el muelle va a comprimirse y luego volver hacia abajo y va a estar oscilando en un ejemplo clásico de oscilador armónico.

Además, si a este muelle que está oscilando le dejamos a su libre albedrío sin ningún tipo de perturbación... terminará oscilando a su frecuencia natural. Hoy no toca explicar la frecuencia natural, pero bueno, es una cosa que tiene que ver con la masa y con la rigidez del muelle, con la constante de restitución. Y es una frecuencia que depende únicamente de las propiedades del muelle y de la bolita esa que le hemos puesto ahí. Pero nosotros podemos no dejarlo a su libre albedrío. Podemos desde fuera pegarle golpecitos al muelle. Si el muelle está en vertical, pues le pegamos desde abajo hacia arriba. Si está en horizontal, pues hacia la izquierda o hacia donde sea. Bueno, pues eso. Es un forzamiento, porque estamos modificando la dinámica natural mediante una cosa externa, que es nuestra mano molestando al muelle. O sea, ha dicho un poco lo salvaje puteando al muelle, vamos. Un poquito así. Entonces, el forzamiento puede ser de muchos tipos, incluso en este sistema tan sencillo, porque puede ser un forzamiento constante, de que yo esté continuamente empujando sin quitar la mano para atrás.