módulo 2 sonido-2011

Experimentos para el aula-laboratorio. Dra. Andrea L. Fourty [email protected]

El sonido

El sonido, desde el punto de vista de la física, es cualquier fenómeno que involucre la

propagación de ondas mecánicas elásticas a través de un medio material. Para que se

genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente, para que se propague debe existir

un medio material en el que se transmita la onda y para que el sonido sea humanamente

audible la onda que lo caracteriza debe cumplir con ciertas cualidades.

Las ondas sonoras son ondas mecánicas elásticas u ondas de compresión. Eso significa

que para propagarse precisa de un medio (sólido, líquido o gaseoso) que transmita la

perturbación. El sonido viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos, aún más lento

en el aire, y en el vacío no se propaga. Es el propio medio el que propicia la propagación de

estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es

imprescindible que éste sea un medio elástico, ya que un cuerpo totalmente rígido no

permite que las vibraciones se transmitan. Así pues, sin medio elástico no habría sonido, ya

que las ondas sonoras no se propagan en el vacío.

Los fluidos sólo pueden transmitir movimientos ondulatorios en los que la vibración de las

partículas se da en dirección paralela a la velocidad de propagación o lo largo de la

dirección de propagación. Este tipo de ondas se denominan ondas longitudinales.

CUALIDADES DEL SONIDO:

El oído distingue unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan

existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las siguientes cualidades: intensidad, tono

y timbre. Cada una de estas cualidades está asociada a una magnitud física.

Intensidad - Propiedad que hace que éste se capte como fuerte o como débil. Está

relacionada con la intensidad de la onda sonora correspondiente, también llamada

intensidad acústica. La intensidad acústica es una magnitud que da idea de la cantidad de

energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda.

La amplitud está relacionada con el volumen, que se mide en decibeles.

La magnitud de la sensación sonora depende de la intensidad acústica, pero también

depende de la sensibilidad del oído. El intervalo de intensidades acústicas que va desde el

umbral de audibilidad, o valor mínimo perceptible, hasta el umbral del dolor. Cerca de la

fuente sonora el volumen es más intenso que lejos de la fuente sonora. A medida que la

onda se propaga por un medio material, la amplitud de la onda se atenúa. Cuánto se atenúa

la onda depende del medio en que se propague.

Tono - El tono es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la

escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud


física que está asociada al tono es la frecuencia. Los sonidos percibidos como graves

corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas.

Timbre - El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de

diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma

cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada

individuo.

Ideas centrales que se abordarán con los experimentos

El sonido se genera de diferentes maneras: golpeando, soplando, frotando,

pulsando.

Siempre que se produce sonido hay un objeto que vibra.

El sonido se transmite a través de medios materiales. Es necesaria la presencia de

un medio material para que el sonido se propague. En el aire el sonido se transmite

como una onda longitudinal.

La onda responsable de la propagación del sonido, al encontrase con un obstáculo

se divide en dos: una reflejada y otra transmitida. Por lo tanto el sonido puede ser

transmitido, absorbido y reflejado.

El sonido se transmite de diferentes maneras por diferentes medios materiales. A

medida que se aleja de la fuente que lo produce el sonido se va amortiguando. La

distancia a la que se amortigua depende del material por el que se está propagando.

Hay materiales poco absorbentes y materiales muy absorbentes.

Muchas veces es necesario amplificar el sonido para que pueda ser oído.

Hay distintos tipos de sonido: agudos –graves. El tono está relacionado con la

longitud de onda de la vibración. Distintos instrumentos producen sonidos con

diferentes timbres.


Primera parte

EL SONIDO

Objetivos

Identificar el “tono” como cualidad del sonido, y las variaciones físicas que permiten

que un mismo instrumento produzca distintos tonos.

Analizar la propagación del sonido por distintos medios.

Actividad 1: Produciendo distintos tonos I

Materiales:

una regla de plástico

Procedimiento:

Coloca una regla sobre la mesa con la mitad de su

largo en el aire.

Golpea en un extremo de manera que la regla vibre.

Escucha con atención el tipo de sonido que se

produce.

Desplaza la regla de manera que quede en el aire una parte más corta que antes. Repite el

procedimiento anterior.

Desplaza la regla de manera que quede en el aire una parte más larga que la primera vez.

Repite el procedimiento anterior.

¿Qué sucede con el sonido cuando se varía la longitud de la parte de la regla que vibra?

Cuando gran parte de la regla está en el aire, ¿el sonido es más alto o más bajo?

Actividad 2: Produciendo distintos tonos II

Materiales:

cuatro recipientes de vidrio de boca ancha de la misma forma y tamaño

una cuchara de madera, agua


Procedimiento

Llena uno de los recipientes con agua hasta arriba. El

segundo, con agua hasta 2 cm. del borde. El tercero, hasta 4

cm. del borde. Deja el cuarto recipiente sin agua.

Golpea suavemente el costado de cada recipiente con la

cuchara de madera.

Cada recipiente emitirá una nota con un tono diferente. ¿Qué

recipiente emite la nota más alta y cuál la más baja?

Actividad 3: Produciendo distintos tonos III

Materiales:

Cinco botellas de vidrio de igual tamaño

Agua

un embudo

Una cuchara de madera

Procedimiento:

Con ayuda de un embudo, vierte agua

en cuatro de las botellas del siguiente modo: una

debe quedar agua hasta el borde, otra un cuarto

de su capacidad; otra, hasta la mitad, la cuarta,

hasta los tres cuartos. La quinta botella debe

quedar vacía.

Sopla suavemente por el pico de cada botella, de manera alternada. ¿Qué sucede con los

sonidos? ¿Qué botella produce la nota más alta?

Golpea suavemente con la cuchara de madera cada botella, de manera alternada. ¿Qué

sucede con los sonidos? ¿Qué botella produce la nota más alta?

Ensaya una explicación de este comportamiento.

Actividad 4: Produciendo distintos tonos IV

Materiales:

envases vacíos de plásticos, cajas o tubos de cartón


bolsas de plástico

cuerda resistente

cinta adhesiva

tijeras

Procedimiento:

Corta los lados de la bolsa de plástico y ábrela.

Coloca uno de los envases sobre el plástico y recórtalo

dejando 7cm – 10 cm alrededor.

Sostén el plástico tirante sobre el envase y átalo con la cuerda o pégalo con cinta adhesiva.

Toca el tambor con los dedos.

Construye tambores de diferentes tamaños y compara sus características con los sonidos

que producen.

Actividad 5: El sonido se propaga por diferentes medios I

Materiales:

diapasón

mesa de madera

Procedimiento:

Golpea un diapasón con un taco de madera y luego apoya su mango sobre la mesa. ¿Qué

sucede con el sonido?

Actividad 6: El sonido se propaga por diferentes medios II

Materiales:

flauta de plástico vieja

jarra alta con agua

Procedimiento:

Tapa los agujeros de la flauta con los dedos.

Sopla. Escucharás una nota baja.

Respira hondo y sopla mientras introduces la flauta en la jarra con

agua. ¿Qué sucede con el tono de la nota?

Respira y sopla otra vez mientras sacas la flauta del agua.

¿Cómo cambió el sonido?


Actividad 7: El sonido se propaga por diferentes medios III

Materiales:

dos cucharas de metal

un cordón o hilo de algodón

Procedimiento:

Ata las cucharas en la mitad del cordón y sacúdelas.

Coloca el extremo del cordón en tus oídos y mueve las cucharas otra vez.

¿El sonido es diferente?

Actividad 8: El sonido se propaga por diferentes medios IV

Materiales:

Dos vasitos plásticos descartables

Hilo de algodón largo

Clavitos o agujas para hacer orificios.

Procedimiento

Se perfora el fondo de los vasitos. Se pasa el hilo por los orificios y se anuda. Con el hilo

tenso, se habla desde un vasito y se escucha desde el otro. Cuanto más largo es el hilo, más

interesante el resultado. Pueden anudarse dos conjuntos de vasito-hilo entre sí y hacer

comunicaciones en “teleconferencia”.

* ¿Se escucha con claridad lo que dice su compañero que está en el otro extremo?

* Si se afloja el hilo, ¿se sigue escuchando? ¿Por qué?

* Si mientras se comunican, otro compañero toma el hilo entre sus dedos, ¿se transmite el

sonido? ¿Por qué?

Actividad 9: Cualidades del sonido: timbres

Materiales:

Melodía grabada con su correspondiente reproductor

Distintos instrumentos musicales

Procedimiento

Se escucha la melodía. Distinguir los instrumentos que la ejecutan. ¿qué característica hace

que podamos saber si el instrumento que está sonando es un piano o un violín, una guitarra

o una flauta, etc.?


Se hace sonar la misma nota con distintos instrumentos musicales. Se discuten a qué se

deben las diferencias. Se define “Timbre”.

Actividades complementarias

-A partir de lo aprendido sobre el sonido, realiza un esquema en el que incluyas referencia

sobre: qué es el sonido, su propagación y las propiedades. Prepárate para exponer

oralmente.

-Luego de las actividades realizadas y la información recolectada sobre las características del

sonido, realiza un cuadro en el que explique qué es la intensidad; altura o tono, frecuencia y

resonancia.

- Averigua qué es un Hertz y registra la información.

- Ya conoces qué son los sonidos, pero ¿cómo te parece, entonces, que los oímos?

Los seres vivos tenemos un sistema especial para escuchar, llamado sistema auditivo.

Busca información en diferentes fuentes bibliográficas y explica cómo está compuesto

nuestro sistema de audición y la función que cumple cada uno de ellos.

Luego del trabajo de investigación y las experiencias realizadas; responde ¿con qué

instrumento musical podrías comparar el funcionamiento del tímpano? ¿Por qué?

- Reconoce en el siguiente esquema

los componentes del oído. Investiga

la función de cada uno de ellos.

- A pesar de que el murciélago no

distingue formas, sino solo la

diferencia entre el día y la noche,

puede eludir perfectamente los

obstáculos mientras vuela. Como las

ballenas y los delfines, los

murciélagos emiten grititos que luego

"regresan" a ellos. ¿Cómo se llama ese fenómeno? Dibuja un murciélago, un árbol e indica el

recorrido de las ondas de sonido.

http://mariamontero.blogia.com/2011/febrero.php

http://mariamontero.blogia.com/2011/febrero.php


Segunda parte

EL SONIDO II

Objetivos

Identificar el sonido como una onda mecánica que se propaga por distintos medios.

Identificar fuentes de sonido (por impacto, por frotamiento, por resonancia)

Comprender conceptos como altura, timbre e intensidad a través de la visualización

del comportamiento ondulatorio del sonido utilizando una computadora y un

programa adecuado.

Reforzar el concepto de sonido como onda mediante la observación del fenómeno de

resonancia.

Analizar la producción de sonidos en instrumentos de viento.

Experimento 1- Diferentes maneras de generar sonidos

Existen distintas posibilidades de clasificar instrumentos musicales o aparatos para producir

sonidos: por el material con que están construidos, por el método utilizado para producir

sonido (modo de excitación) o según el cuerpo vibrante, entre otros. Cuando se los clasifica

según el cuerpo vibrante podemos recurrir a la siguiente clasificación.

Grupo Cuerpo vibrante Modos de excitación

Ejemplos

Idiófonos Su propio cuerpo sólido

Percusión Sacudimiento Punteo Frotamiento

Matracas Campana Castañuela Güiro Toc-toc

Membranófonos Membrana o parche tenso

Percusión Frotamiento Corriente de aire

Tambor Timbal

Cordófonos Cuerda tensa Frotación Punteo Percusión

Violín Arpa Piano

Aerófonos Columna de aire o corriente de aire

Provisión de aire por soplo o mecánica

Sikus Oboe Órgano Armónica

Electrófonos Generador eléctrico Mecánica amplificada o eléctrica

Guitarra eléctrica Órgano eléctrico


En esta actividad se propone clasificar a los instrumentos por su modo de excitación, pero

se deja abierta la posibilidad de realizar la clasificación con otros criterios.

Materiales

Diversos objetos y/o instrumentos musicales con los que se puedan producir sonidos:

silbatos, toc-toc, triángulos, panderos, latas, globos, güiro, cítara, etc. Es importante incluir

elementos en los que el sonido se produzca por percusión (toc-toc), por viento (silbato), por

frotamiento (güiro), por pulsación (cítara).

Procedimiento

Se hacen sonar los diferentes objetos. Se analizan y clasifican según el modo de excitación.

Conclusión

Para que se produzca sonido debe existir una perturbación mecánica, que provoque que un

cuerpo (o parte de un cuerpo) vibre.

Experimento 2 – El sonido se produce por vibración

El sonido se produce por vibración. Si apoyamos nuestra mano en un piano mientras alguien

está tocando, sentimos la vibración de la estructura de madera. Lo mismo podemos percibir

si tocamos un parlante. Con otros generadores de sonido no siempre es fácil percibir la

vibración. Realizaremos algunos experimentos en los que podamos “ver” alguna

manifestación de las vibraciones que producen sonido.

Materiales.

Un tubo de cartón (por ejemplo un envase de papas fritas sin el fondo)

Un globo

Pegamento universal

Cinta adhesiva

Un trozo pequeño de espejo o chapita pulida

Punterito láser

Diapasón (horquilla metálica utilizada para afinar instrumentos; se compra en casa

de instrumentos musicales, su costo es de aproximadamente $20)

Una tablita de madera para golpear el diapasón

Vaso o cazuela plástica con agua.


Procedimiento

Antes de comenzar a trabajar, es necesario

conversar con los alumnos acerca de los

potenciales peligros del láser. Si bien el

puntero que se utiliza es de baja potencia, se

debe dejar bien en claro que no debe mirarse

el haz de frente, ni apuntar a los ojos de un

compañero.

Se corta el cuello del globo y se lo coloca en el extremo del tubo de cartón, de manera que

quede estirado formando una membrana. Se pega con un poco de pegamento universal el

espejito o chapita brillante en el globo. Es conveniente fijar el tubo de cartón para que no se

mueva. Por ejemplo se lo puede pegar a una botella de gaseosa llena con agua. Se fija el

puntero láser de manera que apunte al espejito y se refleje sobre una pared (puede también

pegarse a una botella grande llena con agua).

Se dice “ooooooooo” en el extremo abierto del tubo de cartón. Se observa cómo se mueve

el punto del láser sobre la pared. Se repite con distintas intensidades de “ooooooooo” y se

observa cómo varía la amplitud de la vibración con la intensidad, con la duración del sonido

o con el timbre de voz.

Se golpea el diapasón. Se apoya su base sobre el globo

estirado y se oye. Se observa el movimiento del haz del

láser.

Se golpea el diapasón, Se apoya la horquilla sobre el

agua de la cazuela. Se observa.

Conclusión

Una fuente de sonido produce vibraciones que son pequeños desplazamientos hacia un

lado y hacia otro de una posición de equilibrio.


Experimento 3 – Características de las ondas

Una onda es una perturbación que transporta energía de un lugar a otro sin que haya

transferencia de materia, Luego de que una onda ha pasado a través de un medio, no hay

efectos residuales. El medio material permanece sin cambios. No todas las ondas que nos

rodean pueden ser percibidas por el organismo humano. Podemos percibir las ondas de luz

y las de sonido, pero por ejemplo no podemos notar las ondas de radio. Algunas ondas

como la luz u otras de carácter electromagnético se propagan aún en el vacío, es por eso

que la radiación del sol nos llega aunque en el espacio haya grandes distancias sin materia.

Otras ondas, como las de sonido, de carácter mecánico, necesitan la existencia de un medio

elástico para poder propagarse o viajar.

Estos experimentos nos ayudarán a comprender y a definir algunos conceptos relacionados

con las características de las ondas mecánicas.

Materiales:

100 palitos de helado

Cinta aisladora (4m)

Plastilina

Resorte slinky (puede ser plástico)

Cinta adhesiva

Procedimiento

1- Actividad introductoria

Con los alumnos sentados en ronda se juega a la ola. Uno levanta los brazos, cuando los

baja los levanta el compañero de al lado y así sucesivamente.

Puede repetirse con un movimiento distinto, de manera que, en principio, el último de la fila

no vea lo que hace el primero. Cada compañero imita el movimiento del compañero vecino.

De esta manera se transmite la información sin que ningún alumno se haya levantado y

desplazado para contarle al último la consigna de movimiento. Hay transporte de energía (o

información) sin transporte de masa. Al finalizar el proceso de entrega de información, todo

quedó como al principio.

2- Ondas transversales

a-) Se colocan los palitos de helado alineados y equiespaciados sobre la mesa, dejando una

distancia de unos 2cm entre cada uno. Se pega una tira de cinta aisladora en el centro de

los palitos. Se levanta la tira y se pega cinta del otro lado.


Una vez construida la tira con palitos se pegan ambos extremos sobre los respaldares de

dos sillas y se separan éstas hasta que la tira quede más o menos tensa. Se desplaza el

palito de un extremo hacia abajo, se suelta y se observa. Lo que se ve es un pulso de onda

viajera que se propaga por la torsión de la cinta. La cinta tensa es elástica y cada palito

comunica su movimiento al siguiente. La onda se refleja al llegar al extremo y se propaga en

sentido contrario al original. Este tipo de onda es transversal ya que la perturbación

(movimiento del palito, vertical) es perpendicular a la velocidad de propagación (horizontal, a

lo largo de la tira).

b-) Se coloca un trozo de plastilina en el centro de un palito de posición intermedia. Se

desplaza un palito de un extremo y se observa qué sucede. La perturbación, al llegar a una

discontinuidad se divide en dos: una parte se refleja y otra parte continúa, pero con menor

intensidad.

c-) Se genera una sucesión larga de ondas, al llegar al

extremo se reflejan y se encuentran con las ondas

incidentes. Se observa qué sucede. Las ondas incidentes

y reflejadas se superponen y se produce una onda

estacionaria. Algunos palitos oscilan con gran amplitud y

hay algunos pocos que casi no se mueven.

d-) Se utiliza el resorte slinky. Se fija el extremo del resorte en el piso con un trozo de cinta

adhesiva. Se desplaza hacia un costado el extremo libre y se observa qué sucede. Se

observa la propagación del pulso transversal (el desplazamiento es perpendicular al al

dirección de propagación). Debido al rozamiento del resorte con el piso no se llega a ver el

pulso reflejado.

e-) Se generan desplazamientos en el extremo libre de manera continua. Se observa la

forma de la onda y se definen: longitud de onda, amplitud y frecuencia.


http://www.tutorvista.com/physics/transverse-waves-and-longitudinal-waves

3- Ondas longitudinales

Se desplaza el extremo libre del resorte en la dirección del resorte. Se observa cómo el

grupo de espiras comprimidas viaja y se desplaza de un extremo a otro.

Se repite pero realizando una perturbación periódica en el extremo. Se muestra que es una

onda longitudinal. Se definen: longitud de onda, frecuencia, amplitud.



Se explica que en el aire, el sonido se propaga mediante una onda longitudinal, la

perturbación es la compresión o descompresión del aire.


Región comprimida

Región comprimida

Región estirada

Compresión Aire a presión

normalAire a presión

normal

Compresión

Descompresión

Longitud de onda



Experimento 4 – Propagación de una onda en el aire

Con este experimento se verá cómo la compresión del aire se propaga a lo largo de un tubo

Materiales

Un tubo de unos 60cm de largo (de cartón o PVC)

Una vela encendida con su soporte.

Un globo

Procedimiento

Se corta el cuello del globo y se lo coloca tenso en un extremo del tubo.

Se coloca la vela encendida en el otro extremo del tubo. Se golpea con la palma de la mano

extendida el extremo con globo. Se observa.

Un instante después de que se golpeó el extremo opuesto del tubo, la llama de la vela se

mueve. Algunas veces la vela llega a apagarse. La compresión generada con el golpe en el

extremo del tubo con el globo se propagó hasta el otro extremo afectando la llama de la

vela.


Experimento 5 – Propagación del sonido en diferentes medios

El sonido se propaga de diferente forma por diferentes materiales. Algunos materiales

amortiguan rápidamente el sonido y no dejan que se propague. Se propone una serie de

experimentos rápidos y sencillos, todos con el objetivo de analizar la propagación del sonido

por diferentes medios materiales.

E1

Materiales

Hilo de algodón de aproximadamente 1m de largo

2 cucharas metálicas

Procedimiento

Se atan las cucharas en el centro del hilo, separadas unos 5cm entre sí. Se enroscan los

extremos del hilo a los dedos índices, se introducen los dedos en los oídos. ¿Qué sucede

cuando las cucharas se golpean entre sí?

E2

Materiales

Diapasón

Trozo de algodón medicinal

Trozo de plancha de telgopor

Procedimiento

Se golpea el diapasón y se oye su vibración.

Se golpea el diapasón. Se apoya el oído sobre la mesa y la base del diapasón en otro

extremo de la mesa.

Se repite el paso anterior, pero ahora interponiendo el algodón entre el diapasón y la mesa.

Ídem, interponiendo el telgopor.

Se discuten y analizan las diferencias de lo que sucedió en cada caso.


E3

Materiales

Una lata de conserva vacía (tipo de duraznos)

Un envase de 1kg de helado vacío

Un reloj despertador

Procedimiento

Se hace sonar el reloj despertador.

Se hace sonar el reloj despertador y se lo cubre con la lata de conserva.

Se hace sonar el reloj despertador y se lo cubre con el envase de helados.

Se discuten y analizan las diferencias de lo que sucedió en cada caso.

E4

Materiales

Hilo de algodón largo

Vasitos de plástico descartables.

Clavitos o agujas para hacer orificios.

Procedimiento

Se perfora el fondo de los vasitos.

Se pasa el hilo por los orificios y se anuda.

Con el hilo tenso, se habla desde un vasito y se escucha desde el otro. Cuanto más largo es

el hilo, más interesante el resultado. Pueden anudarse dos conjuntos de vasito-hilo entre sí y

hacer comunicaciones en “teleconferencia”.

Experimento 6 – Amplificación del sonido

Cuando el elemento que vibra tiene un área pequeña, muchas

veces es necesario amplificarlo para oírlo. Para esto el elemento

vibrante se pone en contacto con otro de mayor área.

Materiales

Un trozo de hilo de algodón de unos 40cm

Un vaso descartable con una pequeña perforación en el

fondo


Un trocito de algodón húmedo

Procedimiento

Se introduce el hilo por el orificio del fondo del vaso y se anuda. Se toma el vaso por el

borde, se frota con el algodón húmedo el hilo.

Experimento 7 - Tonos

El oído distingue unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan

existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las siguientes cualidades: intensidad, tono

y timbre. Cada una de estas cualidades está asociada a una magnitud física.

Materiales:

Computadora con el software Audacity

Micrófono

Diapasones

Instrumentos musicales

Procedimiento

Usando el micrófono capta los distintos sonidos que proceden del ambiente (chicos

hablando, ruidos del patio, etc.), observa y registra la forma de las ondas sonoras que

muestra la computadora utilizando el programa libre Audacity. Analiza los resultados

obtenidos y saca conclusiones respecto a las características de las ondas asociadas a estos

sonidos.

Utilizando los diapasones para generar los sonidos y el micrófono obtén los siguientes

datos:

Sonidos de 2 diapasones diferentes (su registro se muestra en la siguiente figura).

Sonidos del mismo diapasón golpeado con más o menos fuerza.

Se registra la misma nota o tono utilizando el diapasón correspondiente y dos instrumentos

musicales diferentes. Se analizan los gráficos resultantes.

En base a estos datos se marcan las diferencias con respecto a los sonidos obtenidos del

ambiente, de los diapasones, de los instrumentos musicales.

En base a todas las observaciones realizadas se definen tonos (graves y agudos),

intensidad y timbre.


Experimento 8 – Tonos y resonancia

Nota: esta sección fue extraída de: http://www.tianguisdefisica.com/, y adaptada. En este

experimento se compararán los sonidos producidos al golpear con la palma de la mano la

boca de un tubo de PVC. El aire contenido en el interior de un tubo es el que vibra y es

posible sostener una vibración en él sólo si es de cierta frecuencia que depende de la

longitud del tubo, por eso cada uno de los tubos produce un sonido de tono diferente a los

demás. Los tubos largos producen tonos bajos y los cortos, agudos. Para que los tubos

produzcan una escala musical deben tener longitudes adecuadas. La longitud de cada tubo

determina la longitud de onda que corresponde al sonido que se produce. Los tubos largos

corresponden a longitudes de onda grandes que son las de los sonidos bajos y los tubos

cortos corresponden con los sonidos agudos.

Cuando la palma de la mano pega en la boca del tubo, el aire del interior del tubo sufre una

compresión rápida, que se propaga por el interior del tubo. Esa perturbación contiene

muchas frecuencias pero sólo una de ellas perdura resonando en el aire del tubo. Es como

si el tubo escogiera la onda adecuada según su longitud.

Materiales

Tubos de PVC de 3,8cm de diámetro

Sierra

Lija

Regla

http://www.tianguisdefisica.com/


Marcador indeleble

Procedimiento

Se cortan los tubos con una sierra chica. Después de cortados, los bordes de cada boca se

lijan para que queden sin asperezas. Esto es importante para no lastimarse al tocar.

Para que los tubos estén afinados para la escala de do mayor, hay que cortarlos de

longitudes precisas y adecuadas. Cada tubo debe medir la mitad de la longitud de onda del

sonido que se desea que produzca. Además debe tomarse en cuenta un efecto adicional

que ocurre en cada boca, y a la longitud adecuada se le debe restar 0.3 veces el diámetro

por cada extremo abierto para que su longitud efectiva sea la de media longitud de onda.

Como los tubos propuestos tienen un diámetro de 3.8 cm, la longitud que hay que restarle a

cada longitud calculada es de 2.3 cm (0.3 veces el diámetro por cada extremo abierto). Las

longitudes de onda corresponden a los tonos indicados para una velocidad del sonido de

340m/s. La tabla siguiente tiene las medidas:

longitud de

onda / 2

(cm)

- 0.6 diámetro

(cm)

= longitud del

tubo

(cm)

do 65.0 2.3 62.7

re 57.9 2.3 55.6

mi 51.6 2.3 49.3

fa 48.7 2.3 46.4

sol 43.4 2.3 41.1

la 38.6 2.3 36.3

si 34.4 2.3 32.1

do' 32.5 2.3 30.2


Si el diámetro de los tubos fuera diferente y se desea una buena afinación, debe calcularse

0.6 veces el diámetro y ese valor debe ser restado al valor de la primera columna de la tabla

para obtener la longitud real de cada tubo.

Una vez terminados los tubos se los golpea con la palma de la mano. Haciendo sonar una

nota cada uno en el momento adecuado se puede ejecutar una melodía.

A cada longitud le corresponde un tono: a un tubo corto, tono agudo y a uno largo, tono

grave.

Cuando la boca del tubo es golpeada separando la palma, ambos extremos quedan abiertos

y la longitud del tubo es de la mitad de la longitud de la onda para la que ocurre la

resonancia.


http://paulaescandon.blogspot.com/2011_01_01_archive.html

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