vibración

La vibración es el movimiento oscilatorio de un sistema alrededor de una posición de equilibrio, causado por una fuerza restauradora o por una excitación externa. Se clasifica en libre o forzada y en amortiguada o no; las magnitudes básicas son la amplitud, la frecuencia, la fase y la amortiguación.

La vibración libre oscila tras una perturbación y, sin excitación externa, tiende a decaer si hay amortiguación. La vibración forzada persiste por una excitación externa. La amortiguación disipa energía y reduce la amplitud; la resonancia sucede cuando la excitación coincide con la frecuencia natural del sistema.

En un sistema de un grado de libertad, x(t) se describe mediante m x'' + c x' + k x = F(t). La frecuencia natural es ω_n = sqrt(k/m). La razón de amortiguación ζ = c/(2 sqrt(mk)) determina si la respuesta es subamortiguada, críticamente amortiguada o sobreamortiguada.

La vibración se mide con acelerómetros y sensores piezoeléctricos. El análisis puede realizarse en el dominio temporal o en el dominio de la frecuencia, frecuentemente mediante transformada de Fourier y espectros de potencia. En ingeniería se aplica al diagnóstico de maquinaria, al control de vibraciones y al diseño de componentes para evitar fatiga y resonancias.

En geofísica y seismología, las vibraciones permiten estudiar el comportamiento de la Tierra y terremotos. En la vida cotidiana, dispositivos y motores generan vibraciones. La exposición humana a vibraciones puede afectar la salud, especialmente en extremidades, y existen normas para limitarla en entornos laborales.