Enfoque fenomenológico al estudio de modos normales mediante osciladores mecánicos en un laboratorio de enseñanza universitaria

ADAN GARROS; VERÓNICA PÉREZ SCHUSTER

Bahia blanca

Congreso; Reunión Anual de la Asociación de Física Argentina; 2023

La naturaleza f ́ısica de los modos normales suele introducirse, a nivel te ́orico, como una consecuenciadel formalismo de las ondas mec ́anicas en sistemas cl ́asicos de muchos cuerpos, por ejemplo, masasacopladas con resortes. Este paradigma did ́actico permite acercar fen ́omenos ondulatorios m ́as avanza-dos, como el comportamiento ondulatorio de la luz, siguiendo un abordaje m ́as cercano y concreto. Sinembargo, en los laboratorios de ense ̃nanza, la emergencia de los modos normales suele quedar supedita-da al estudio del sonido y la luz dentro del marco te ́orico ya impuesto a priori. Este enfoque experimentalcoarta la posibilidad de descubrir en forma espont ́anea y fenomenol ́ogica la naturaleza emergente de losmodos normales experimentando con sistemas mec ́anicos. A lo largo de los a ̃nos, m ́ultiples autores hanpropuesto distintas metodolog ́ıas experimentales con variada dificultad que permiten estudiar los modosnormales en sistemas mec ́anicos discretos. Los dispositivos comunes asociados a estas metodolog ́ıaspueden generalizarse en dos categor ́ıas: masas acopladas a resortes [1-3] y p ́endulos acoplados [4-6]. Encada caso, la dificultad propia de la experiencia var ́ıa de acuerdo al dise ̃no particular del dispositivo, lasformas de medici ́on y los an ́alisis requeridos. En este trabajo, proponemos un enfoque fenomenol ́ogicoal estudio de los modos normales mediante osciladores mec ́anicos (masas acopladas) en un laboratoriode ense ̃nanza universitaria [7]. A partir de una revisi ́on sistem ́atica, proponemos diversas metodolog ́ıasexperimentales simplificadas y jerarquizadas que permitan abordar este enfoque en forma sencilla en unlaboratorio de mec ́anica con modalidad presencial o virtual, como tambi ́en con demostraciones en elaula de una clase te ́orica.[1] F. Miller, Am. J. Phys. 20 (1), 23–25 (1952).[2] P. A. DeYoung, D. LaPointe, J. Levy, and W. Lorenz, Am. J. Phys. 64 (7), 898–902 (1996).[3] J. A. Monsoriu, M. H. Gim ́enez, J. Riera, and A. Vidaurre, Eur. J. Phys. 26 (6), 1149 (2005).[4] C. R. Kannewurf and H. C. Jensen, Am. J. Phys, 25 (7), 442–445 (1957).[5] F. Bueche and C. Pavelka, Am. J. Phys, 32 (3), 226–228 (1964).[6] C. Liang, W. Ke, M. Fu, C. Wang, and X. Chen, Am. J. Phys. 83 (5), 389–394 (2015).[7] A. Garros and V. P ́erez Schuster, en preparaci ́on.