Los modos normales del movimiento de los caballos

Esta entrada está pensada para participar en la cuarta edición del Carnaval de la Física, un evento mensual que pretende reunir entradas sobre física en un día concreto. En esta edición el anfitrión es @Raelga en su blog, y ya es hora de participar, que me he perdido los tres anteriores.

A la hora de desplazarnos, las personas podemos andar o correr mientras que los caballos pueden ir de más formas, de pequeños nos enseñan al paso, al trote y al galope. Eso de tener cuatro patas en vez de dos da más posibilidades. Definir en qué consiste andar es una trivialidad, se trata de poner un pie delante del otro y repetir la operación. Para definir el trote el detalle es más complicado (como se muestra en la figura), pero la idea es igual de sencilla, se trata de una secuencia de movimiento de las patas del caballo que se repite una vez detrás de otra.

Cada una de las patas realiza una oscilación, y el conjunto de las patas, de los osciladores, realiza un patrón de oscilaciones que se repite a si mismo en cada ciclo. Justo eso recibe un nombre particular en física, se llama "modo normal de vibración". Estos modos normales son una característica de los conjuntos de osciladores que se mueven juntos, sistemas que no reconocemos fácilmente en la vida cotidiana, pero son muy comunes en física. Por eso ha merecido la pena bautizar un concepto aparentemente tan raro como ese: patrones repetitivos de varios osciladores que se mueven coordinadamente. Sin embargo cuando pensamos que correr o trotar son ejemplos de ese concepto, deja de parecer tan raro.

La figura está tomada de aquí, y aquí (al final de la página) hay un simulador precioso en el que se puede jugar con los distintos modos normales de un sistemas de muelles y pelotitas.