Cualquier sistema tendrá una o muchas frecuencias naturales. Ya sea que se trate de un solo objeto o de un grupo de objetos unidos de alguna manera, un sistema tendrá frecuencias específicas llamadas frecuencias naturales en las cuales vibrará mucho más fácil y fuertemente que cualquier otra frecuencia. Proviene de todas las características físicas específicas de este sistema y de cómo su forma, distribución de masa, grados de libertad, elasticidad, etc., etc. interactúan para permitirle vibrar.
Ahora, si comienza a excitar este sistema con una fuerza externa a una frecuencia exactamente igual a una de sus frecuencias naturales, el sistema comenzará a vibrar con oscilaciones que crecen hasta una amplitud infinita. La amplitud de la fuerza excitante finalmente no importa, con el tiempo la amplitud de las oscilaciones del sistema excitado a su frecuencia natural crecerá hacia el infinito.
Como puede adivinar, este es un problema real en ingeniería, y una gran tarea de los diseñadores será asegurarse de que el automóvil o helicóptero en cuestión nunca experimente excitaciones en su frecuencia natural, ya sea debido al motor, golpes en la carretera o El rotor. Específicamente, en los helicópteros, el problema principal son los rotores, así como un fenómeno llamado resonancia del suelo, donde el helicóptero sentado en el suelo tendrá una nueva frecuencia natural debido a la interacción entre el suelo, sus suspensiones y su estructura. Esta nueva frecuencia natural puede caer en la vecindad de las excitaciones creadas por el movimiento del rotor que conduce a una falla catastrófica como se muestra aquí:
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Para resolver este problema, el número de palas del helicóptero, la velocidad de rotación del rotor y los sistemas de amortiguación son variados. La mayoría de las veces las peligrosas frecuencias naturales estarán situadas a velocidades de rotación del rotor por debajo de la operacional. Por lo tanto, al arrancar la máquina, el rotor se acelera lo más rápido posible a sus RPM nominales, para pasar a través de las frecuencias naturales del helicóptero lo más rápido posible y evitar fallas.
EDITAR: es importante tener en cuenta que todos los sistemas tienen una infinidad de frecuencias naturales, sin embargo, los más bajos a lo largo del espectro suelen ser los más peligrosos para la integridad estructural.