Learning Mechanical Vibrations with Wolfram Mathematica

Abstract

[EN] Mechanical vibrations as subject can be found within many Engineering and Science Degrees. To achieve that the students understand the mathematics and its physical interpretation is the objective we should get as docents. In this paper we describe how to create a simple graphical model of a single degree of freedom vibrating system allowing us to visualize concepts like above concepts damping, resonance or forced vibrations. For that, we use the popular symbolic software Wolfram Mathematica with which, without an excessive programming complexity, we can obtain a very satisfactory visual model capable to move itself, controlled by parameters. In addition, the model incorporates the curve-response, something that links the mathematical results with reality

[ES] Las vibraciones mecánicas como asignatura están en un muchos estudios de ingeniería y ciencias. Lograr que los estudiantes entiendan las matemáticas y su interpretación física es el objetivo que debemos conseguir como docentes. En este artículo describimos la forma de crear un modelo gráfico sencillo de un grado de libertad dinámico que permita visualizar conceptos como amortiguamiento, resonancia o vibraciones forzadas. Para ello usamos el popular software simbólico Wolfram Mathematica. Sin un excesivo esfuerzo de programación se puede crear un modelo matemático vinculado a un modelo gráfico–dinámico que permite visualizar el movimiento de una masa unida a un muelle. Además, el modelo incorpora también de forma dinámica la curva de respuesta en el tiempo, algo que permite vincular los resultados matemáticos con la realidad.