Naturaleza y osciladores acoplados

25 abril 2008

A la Naturaleza le gustan las oscilaciones periódicas. Los latidos del corazón, la traslación de la Tierra o el movimiento de los planetas son ejemplos de oscilaciones naturales. En diferentes situaciones y lugares, existen determinados sistemas que tienden a interactuar entre sí hasta acoplar el ritmo de sus movimientos.

Para demostrar este fenómeno físico, se suele recurrir a un experimento relativamente sencillo, que consiste en coger varios metrónomos, ponerlos a oscilar desacompasadamente y colocarlos sobre una superficie no rígida. A continuación sucede lo siguiente:


Como veréis en los vídeos, una vez que los metrónomos empiezan a oscilar sobre la tabla y las latas, el desplazamiento de cada uno de ellos influye en el siguiente, de forma que a los pocos segundos todos los metrónomos terminan perfectamente sincronizados. (Seguir leyendo)


El fenómeno de la sincronización se conoce desde febrero de 1665, cuando el físico Christiaan Huygens descubió que los dos péndulos colocados en la pared de su cuarto habían sincronizado sus movimientos de forma misteriosa. De alguna manera, supuso Huygens, los relojes estaban interaccionando a través de la pared, lo que le llevó a esbozar una primera explicación de los osciladores acoplados.


Nuestros ritmos circadianos, las ondas cerebrales o muchos de nuestros procesos nerviosos están regidos también por este ajuste de frecuencias, que permite a la Naturaleza tejer su propio ritmo.

Un fenómeno parecido ocurre, por ejemplo, con los aplausos. Hace algunos años, un grupo de físicos descubrió la tendencia de los grandes auditorios a aplaudir de forma sincronizada en cuanto pasan los momentos de mayor entusiasmo. A medida que los espectadores se relajan, reducen a la mitad su frecuencia de aplauso y tienden a acoplar el ritmo con el de los demás. De esta forma, cada espectador actúa como un oscilador y se acopla de forma espontánea, siguiendo esa extraña tendencia de la Naturaleza a sincronizarlo todo.

Más info y fuentes: 1, 2, 3, 4

Archivado en: Ciencia

32 Respuestas ( Deja un comentario )

  1. ^CiViLoN^ dijo...
  2. Muy interesante muchas gracias Aberron

  3. Víctor dijo...
  4. Increíble. ¿Los metrónomos actúan todos con la misma frecuencia, o simplemente están desfasados?

  5. Anónimo dijo...
  6. Mmmmmmmm.... no soy "de ciencias" pero diría que esa sincronización la provoca el hecho que estén colocados sobre dos latas. el propio movimiento del péndulo- por no hablar de la manipulación de los mismos por parte del "científico"- produce una fuerza suficiente que hace mover las latas. lógicamente, la fuerza- presión que ejercen no es suficiente como para que cada lata salgan de la tabla, y éstas tienden a moverse ambas en el mismo sentido. por lo que es el propio movimiento de las latas quien va "acompasando" el movimiento de los metrónomos. la superficie de la lata es rígida, otra cosa sería en una superfície dónde se permitiesen los movimientos en cualquier sentido, las latas no permiten ese movimiento. bueno, coño, no se si me explico. lo que quiero decir es que no se sincronizan por simpatía, no interaccionan entre ellas, es el medio - la superfície- quien les hace sincronizarse.. diría

  7. Patulin dijo...
  8. Si, "anónimo"... creo que es la idea del artículo.
    Muuchas gracias Aberron, muy interesante!

  9. Stefanía & Mauri dijo...
  10. Pues yo diria q no son las latas las q frenan, sino son ellos mismos entre ellos (los propios metronomos), es decir, las latas unicamente permiten dar a la tabla la libertad de moverse horizontalmente, por tanto ya sean latas, ruedas o canicas, funcionaria el experimento. El equilibrio es un simple equilibrio de fuerzas en horizontal por parte de los metronomos, es decir, en el sentido vertical se puede despreciar porq la tabla no cae cada vez mas hacia el fondo achafando las latas ni tampoco da saltitos.
    Por tanto, respondiendo al anonimo, diria que la sincronizacion es por el hecho q esten las latas(para dar "libertad" en el eje horizontal), pero no porque ellas "frenen"para sincronizar.
    Para victor, el hecho que esten a la misma frecuencia o desfasados es indiferente, actuan entre ellos a modo de amortiguadores. Por tanto igualmente se llegara a un equilibrio, ya sea sincronizados en movimiento o "sincronizadamente quietos".

    PD:Puede que me equivoque, hace tiempo que aprobe las asignaturas de mecanica sobre movimientos oscilatorios.(Los acentos no me van¬¬)

  11. Dib dijo...
  12. Hola!
    Solo quería decirte que me encanta como llevas este blog, en esta época en la cual hay poco trabajo en el estudio, me paso horas revisando tus archivos.
    Sencillamente me estoy volviendo un adicto al asombro!
    Un saludo y muchas gracias por el trabajo que realizas.

  13. matutino dijo...
  14. Un post curioso.., aunque los has escrito mucho mejores.. Yo hace un mes que empecé con mi blog y intento llevarlo por el camino del tuyo pero quizás un paso más allá. Lo único que me falta es que se me ocurran temas de los que ablar tan interesantes como muchos de los tuyos. Un saludo y felicidades por este magnífico blog, que ersonalmente considero uno de los pocos tesoros de la red.

  15. yatebale dijo...
  16. muy curioso, la naturaleza es muy amante de las sincronizaciones, gracias por este video, hace pensar.

  17. Kiwi-HeffeQue dijo...
  18. Me he dado cuenta de un errorcete, y por lo que veo, Víctor (#2) también. Escribes que "ponerlos a oscilar a ritmos diferentes". Eso es erróneo. El ritmo de todos los metrónomos es el ritmo, el caso es que están desacompasados/desfasados/des-sincronizados, que no es lo mismo. Una cosa es el ritmo al que van (la frecuencia) y otra cosa es la fase desde la que parten.

  19. Anónimo dijo...
  20. Pero.... yaquitu con las tapiporlas o no?

  21. marko muñoz dijo...
  22. Las celulas del corazon funcionan igual, si las tienen por separado, cada una late de una forma distinta a las demas, nada mas cuando estan todas juntas (tocandose) es cuando se forma el armonioso latido.

    Saludos Aberron!!!

  23. Rodrigo Henríquez W. dijo...
  24. La de asombros que nos deparas continuamente y de los cuales, estando tan "cercanos" a nosotros no tenía ni idea.
    Pregunto, Aberron: ¿están los metrónomos regulados para oscilar en el mismo intervalo de tiempo?, digo, ¿cada uno demora lo mismo en recorrer un pulso? ¿o esto también se equipara? así me parecería mas increíble aun.
    Se me da pensar que no debe ser tan difícil ejecutar un desfile militar entonces.... :-D
    Ya había notado que al caminar en grupo, terminamos todos al mismo ritmo.....
    Gracias una vez más, desde el sur del mundo.

  25. JAZZ dijo...
  26. Asómbroso.

  27. aberron dijo...
  28. Gracias Kiwi-HeffeQue. Llevas razón, lo cambio :-)

  29. Neurotransmisores dijo...
  30. Seguramente todo está sincronizado y nosotros no somos conscientes de ello.

    Saludos.

  31. deadwood dijo...
  32. no se si es muy riguroso este experimento, no soy de ciencias, pero a mi me ha soprendido.
    A mi también me gusta acompasar mi respiración a la de mi pareja cuando duermo, y no soy un metrónomo... creo.

  33. Anónimo dijo...
  34. "simplemente", gracias!

  35. Anónimo dijo...
  36. En un reportaje de National Geographic del verano07,explicaban la sincronización de las luciérnagas al unísono con sus brillos luminosos y sus sonidos. Miles de éllas en un árbol iluminado.Algo excepcional y bellísimo.
    Yo creo que el universo todo tiende a la empatía.
    .ALEPH.

  37. Anónimo dijo...
  38. Los osciladores acoplados todavía gastan bromas en pleno siglo XXI, sino véase el caso de la pasarela londinense

    http://www.elpais.com/articulo/ultima/Londres/reabre/puente/mueve/elpepiult/20020223elpepiult_1/Tes

    Una ráfaga de viento desestabiliza el puente, y la gente que va andando se balancea para compensar, agravando la oscilación y aumentándola.Hoy en día se ha corregido bastante y los viandantes ya no necesitan tomar pastillas para el maero.

    los famosos "cazadores de mitos" intentaron en una ocasión hallar la frecuencia de resonancia de un puente para ver si era posible derrumbarlo. No lo hicieron, pero con una masa mínima consiguieron efectos bastante extraños.

  39. pagafantas dijo...
  40. Qué pena no tener un metrónomo, que si no lo probaría ahora mismo.

  41. El Angel Gris. dijo...
  42. http://screwasylum.wordpress.com/2007/07/10/screw-drive-1970s-russian-vehicle/

  43. LUPE dijo...
  44. Muy interesante.

    Pero ¿Os habeís dado cuenta que siempre el de la izquierda, según se mira, es el último en acompasarse?

  45. KyRiah dijo...
  46. Me ha encantado este post, no tenía ni idea... además he pensado al comenzar a ver el vídeo que era imposible que acabaran acompasados!! Asombroso! Saludos ;)

  47. Plan Verde dijo...
  48. Bueno, en el primer caso la explicación es física y en la segunda psicológica. En la primera, son las vibraciones de la superficie las culpables. En la segunda, el ritmo de la multitud se "contagia".

  49. Jorge dijo...
  50. muchas veces, cuando cojo en brazos a mi hija pequeña de 4 años y nos quedamos viendo unos dibujos o simplemente escuchando musica, de repente me doy cuenta, y nuestras respiraciones estan perfectamente sicronizadas. Entonces, es cuestion de un par de minutos que ambos, caigamos dormidos...

  51. el peatón dijo...
  52. ¡Gracias Aberrón!
    Otro post curioso e instructivo. Lo de los aplausos ya lo había notado yo alguna vez..

  53. adriana dijo...
  54. Tengo la certeza que el universo late al mismo ritmo que nuestro corazón.
    Gracias por la oportunidad que nos das para abrir nuestra cabeza

  55. Sergio Alvaré dijo...
  56. No sé nada de coplamiento de osciladores, pero imagino que las latas "adquieren" la resultante de todas las oscilaciones, y luego se la devuelven al sistema de metrónomos. Una especie de filtro o colchón para las oscilaciones. Supongo que el mismo efecto podría producirse a menor escala o en un mayor intervalo de tiempo aún cambiando las latas por algo anclado al suelo.

    marko muñoz: es que si están separadas, no fluye por ellas la misma corriente con la misma fase, por lo que se contraen a distinta frecuencia o desfasadas.

    rodrigo enríquez: el pulso del metrónomo mecánico se regula con un peso que se desplaza verticalmente en una barra, por lo que en principio es imposible que se sicnronice la frecuencia de oscilación de cada uno sin que se toquen, pues habría que restarle energía al sistema.

  57. Rafael dijo...
  58. Lo único que hacen las latas y el tablón es acelerar el proceso, porque si dependieran sólo de las vibraciones que se propagan por la mesa, esto también pasaría, pero mucho más tarde. De cuando estudié este fenómeno en física, no recuerdo mucho, sólo que hay varios modos de vibración que se llaman "modos normales", y que en sistemas más o menos simples como esto, acaban siendo cosas que "a ojo" parecen "armónicas" como que todos oscilen a la vez, o que cada uno esté contrapuesto al de al lado. El sistema no oscila siempre en uno de estos modos, sino que en general oscila en superposiciones de ellos.

    Por ejemplo, habreis observado que se sincronizan, pero el metrónomo del centro se desincroniza y luego se vuelve a desincronizar, y no sólo eso, sino que ésto pasa periódicamente (con una frecuencia mucho mayor, claro). Intentaría ser más concreto con esto pero no sólo no me acuerdo de demasiado, sino que dudo que hubiera sido capaz ni siquiera en su momento, por lo difíciles de analizar que eran ejemplos mucho más simples.

  59. jdm dijo...
  60. SOy un asiduo de este blog! y cada vez me dejas mas asombrado!! que fuerte ellos solos se sincronizan. A mi me ha dejado flipado!! ;)

  61. lunatika dijo...
  62. guaaauuuu

  63. colonix dr natura dijo...
  64. Grandes videos!
    Me gustó mucho tu post!

    -Bianca