Calculadora de amortiguamiento crítico

El amortiguamiento crítico es la frontera entre el movimiento oscilatorio y el no oscilatorio en un sistema lineal de segundo orden. Una masa unida a un resorte almacena energía cinética y potencial, mientras un amortiguador disipa energía. Si el amortiguamiento es exactamente crítico, la masa desplazada vuelve al equilibrio lo más rápido posible sin cruzarlo ni oscilar. Este comportamiento es deseable en instrumentos, estudios de suspensión de vehículos, cierrapuertas, plataformas de movimiento y sistemas de control que requieren limitar el sobreimpulso. En un modelo sencillo de masa, resorte y amortiguador, el coeficiente crítico es dos veces la raíz cuadrada del producto de la masa por la rigidez. Con masa en kilogramos y rigidez en newtons por metro, se expresa en newton-segundos por metro. La frecuencia angular natural sin amortiguamiento es la raíz cuadrada de la rigidez dividida por la masa y se expresa en radianes por segundo. Estas ecuaciones suponen un resorte lineal, amortiguamiento viscoso, masa concentrada y un grado de libertad dominante. La razón de amortiguamiento compara el coeficiente real con el crítico. Una razón menor que uno describe un sistema subamortiguado, que normalmente oscila con amplitud decreciente. Si es igual a uno, el amortiguamiento es crítico. Si supera uno, el sistema es sobreamortiguado: no oscila, pero generalmente vuelve más despacio que uno críticamente amortiguado. El amortiguamiento nulo da una razón de cero y representa el modelo ideal sin amortiguamiento. Los conjuntos reales pueden apartarse del modelo porque la fricción no sea viscosa, la rigidez varíe con el desplazamiento o la estructura tenga varios modos de vibración. La masa y la rigidez efectivas deben corresponder al mismo modo y coordenada. Las unidades también importan: convierte gramos a kilogramos y kilonewtons por metro a newtons por metro antes de introducirlos. Trata el resultado como estimación de diseño y compáralo con la respuesta transitoria medida o una simulación de orden superior cuando la seguridad, el confort o la precisión dependan del amortiguamiento. La calculadora muestra las tres magnitudes para evaluar conjuntamente el amortiguador necesario y el régimen de respuesta actual.