¿Por qué se riega el café cuando caminamos?

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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 Unpublished Meyer and Krechetnikov (2012) .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?