¿Por qué los objetos tienen frecuencias resonantes?

Los objetos de tamaño macroscópico tienen frecuencias resonantes de número infinito. Existen diferentes resonancias para el sonido y las ondas electromagnéticas, pero si observamos la causa original común de estas resonancias, que está relacionada con la velocidad finita del sonido y la luz. Las ondas que se propagan a través de los objetos a una velocidad final se reflejan cuando alcanzan un final o un cambio en la densidad del material. Esta reflexión hace que las ondas en algunas frecuencias se sumen en fase (“resonancia”) o las atenúen (fase opuesta). La mayoría de las frecuencias no están exactamente en fase y, por lo tanto, no son resonancias.

La explicación matemática es que cada sistema lineal puede describirse como una serie de polos y ceros en el plano de Laplace y si el sistema no es rígido, hay polos infinitos y cero. Cada polo es una resonancia. Cuando decimos que un péndulo tiene una frecuencia resonante, simplemente ignoramos las infinitas muchas otras frecuencias en las que vibra.

Una descarga se propaga en un volumen de material a una “velocidad de sonido” dada, y se repite al alcanzar el borde del objeto, luego se propaga hacia atrás y se repite en el otro lado (con algo de amortiguación en el camino). En caso de choques repetidos regularmente, para una frecuencia bien elegida, el eco reiniciará su ciclo sincrónicamente con el tren de choque, y luego se reforzará cada vez más en cada ciclo: estas son las frecuencias de resonancia.
Por supuesto, para formas complicadas, la ruta de propagación y el patrón de eco son más complicados, por ese mismo principio.

Cada objeto tiene su propia frecuencia dependiendo de su peso, material, densidad, volumen y las condiciones ambientales también juegan un papel importante. cuando esta frecuencia coincide, hay resonancia.