¿Por qué se riega el café cuando caminamos?

Explicación de por qué se riega el café cuando caminamos como un fenómeno de resonancia.

Transcript

1. ¿Por qué se riega el café cuando caminamos? Nicolás Guarín-Zapata @nicoguaro Junio 2020
2. Contacto Twitter @nicoguaro GitHub nicoguaro Página web http://nicoguaro.github.io/ Correo electrónico nguarinz@eafit.edu.co
3. El problema
4. Meyer and Krechetnikov (2012) . Walking with coffee: Why does it spill? Physical Review E, 85(4), 046117.
5. Este problema involucra: • Biomecánica; • Ingeniería de superficies libres (sloshing); y • Sistemas dinámicos;
6. Resonancia
7. Excitación directa Tenemos una fuerza externa que varía con el tiempo.
8. Excitación paramétrica Uno de los coeficientes de la ecuación varía con el tiempo.
9. El columpio Roura and González. “Towards a more realistic description of swing pumping due to the exchange of angular momentum.” European Journal of Physics 31.5 (2010): 1995
10. O Botafumeiro Sanmartin (1984). O Botafumeiro: Parametric pumping in the middle ages. American Journal of Physics, 52(10), 937-945.
11. Modelo matemático
12. Podemos considerar el recipiente como un péndulo que está en un marco no inercial.
13. Ibrahim (2005). Liquid sloshing dynamics: theory and applications. Cambridge University Press.
14. Haciendo un balance de fuerzas obtendríamos la siguiente ecuación
15. O tomando dos términos en la serie de Taylor:
16. En el caso de tener movimiento vertical y horizontal tendríamos excitación directa y paramétrica.
17. Un efecto que añade la no-linealidad del modelo es la presencia de resonancias para frecuencias sub- armónicas.
18. Resultados numéricos
19. En resumen
20. • Caminar con una taza de café representa un sistema complejo que relaciona biomecánica, sloshing y sistemas dinámicos. • Podemos decir que el café se riega por una combinación de resonancia paramétrica y directa.
21. • Las frecuencias de resonancia de las tazas de café comunes y de la caminata humana se solapan. • Por tanto, podemos dar caminatas cortas sin regar café, pero no así para caminatas largas.
22. ¿Dónde puedo leer más?
23. Artículos Nicolás Guarín (2017). Walking with coffee as a pumped pendulum. Unpublished Meyer and Krechetnikov (2012) . Walking with coffee: Why does it spill? Physical Review E, 85(4), 046117.
24. Libros
25. ¿Qué preguntas tienen?