Leyes de los Tubos

Experimento. Tómense dos tubos cuyas longitudes estén en la relación de uno a dos e inyéctese en ellos aire, con bastante suavidad. El mismo experimento llévese a cabo con dos tubos abiertos. Observación. La frecuencia de lps sonidos en los tubos más cortos, es la octava de la correspondiente a los largos. Primera ley. La frecuencia de los sonidos emitidos por los tubos sonoros, está en razón inversa de su longitud. Experimento. »Tómense dos tubos iguales, cerrados o abiertos, que difieran únicamente por la naturaleza del material de que estén construidos y hágase producir el sonido fundamental. Observación. Los tubos producen el mismo sonido. Segunda ley. La frecuencia del sonido emitido por un tubo, es independiente del material de que es¡té construido. Experimento. Tómense dos tubos de igual longitud, el uno abierto y el otro cerrado y hágaseles producir su sonido fundamental. Observación. El tubo abierto produce un sonido que es da octava del producido por el tubo cerrado de la misma longitud; Tercera ley. La frecuencia del sonido fundamental de un tubo abierto, es doble que la frecuencia del fundamental de un tubo cerrado de igual longitud.

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Varillas Sonoras

Las vibraciones de las varillas tienen mucha semejanza con las de las placas de las que se diferencian en que no es! necesario fijarlas para que puedan vibrar. En el grupo de las varillas, lu aplicación más importante la constituye el diapasón. Como lo muestra la figura 5—6, el diapasón consta en esencia de una barra metálica en forma de U con sus dos ramas paralelas o algo inclinadas, tendiendo a juntarse sus extremos. Excitando el diapasón realiza vibraciones de pequeña amplitud; la frecuencia de la nota o sonido emitido es tanto mayor, cuanto más cortas y livianas sean las ramas. Se puede lograr que un mismo diapasón produzca sonidos de diferentes frecuencias si se cargan las ramas con pequeños pesos. Los diapasones de laboratorio vienen provistos de una masa cuya posición se puede variar a voluntad. Cada diapasón al vibrar emite un sonido casi puro en virtud de que sus ramas difícilmente se subdividen al vibrar. En el caso de producirse algunos armónicos, el sonido fundamental es predominante y los armónicos se debilitan prontamente al entrar el aparato en actividad. Como el sonido de cualquier diapasón es poco intenso, se acostumbra a montarlos sobre cajas de resonancia de características bien determinadas. Con base en las varillas se ha construido un aparato musical llamado xilófono.

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Armonicos en los Tubos Abiertos

Cuando en un tubo abierto se produce el sonido fundamental se ha comprobado la formación de vientres en los extremos, con nodo intermedio. Inyectando aire con mayor presión se producen nuevos sonidos, pero sin alteración de la formación anotada ya que únicamente aumentan los nodos y vientres intermedios. El número de nodos y vientres intermedios puede variar así: un nodo intermedio, dos nodos intermedios, tres, cuatro, etc. con sus respectivos vientres. Las posibilidades de formación están representadas en la Figura 5–5. Como en el sonido fundamental se tienen vientres en los extremos con nodo intermedio, quiere ello significar, que en esta primera formación la longitud del tubo es igual a la mitad de la longitud de onda, en el segundo sonido la longitud del tubo es igual a una longitud de onda completa, en el tercero onda y media, etc. si Igual que en los tubos cerrados, interesa examinar la relación/entre las «frecuencias dé los armónicos y siguiendo el mismo procesó deductivo, tenemos: Comparando los valores de las frecuencias, halladas se observa que varían conforme, a la serie de los números naturales, luego: , Cuarta ley. Cuando se aumenta gradualmente la presión con que sé inyecta el aire en los tubos abiertos, se produce una serie de sonidos, cuyas frecuencias se suceden corno la serie de los números naturales: 1, 2, 3 ,4 ….. etc.

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Tubos Sonoros

Los tubos sonoros son cavidades cilindricas, prismáticas o cónicas, en las que se produce el sonido provocando la vibración de la columna de aire que encierran. Los tubos se dividen en dos grupos: a) de embocadura; b) de lengüeta. Los primeros son aquellos, en que la corriente d® aire inyectada, choca contra un borde biselado, produciendo en esta forma condensaciones y dilataciones de la columna de aire, lo que da por resultado la formación de ondas longitudinales,. Los segundos son aquellos, en el que el aire inyectado choca con una lámina elástica que se abre y se cierra alternativamente originándose también ondas sonoras de carácter longitudinal. Para examinar las características de la frecuencia de los s onidos emitidos por un tubo, se dispone de uno de experimentación, que tiene como distintivo ser de paredes transparentes y llevar como, accesorio un platillo constituido por una membrana sensible sobre la que se coloca arena lavada. Si se inyecta aire al tubo y el platillo se va cambiando de altura se podrá observar, que para algunas posiciones la arena salta, en tanto que para otras permanece quieta. Los puntos o zonas en donde salta la arena, corresponden a vientres de vibración, mientras que en donde no salta son nodos. Si al tubo se inyecta aire cada vez con mayor presión, tos nodos y vientres de vibración se multiplican, lo cual dignifica que se van ¿produciendo sonidos cada vez de mayor altura ó tono. primer sonido que produce el tubo cuando se inyecta el […]

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Leyes de las Cuerdas

Si una cuerda fija en el sonómetro, se hace vibrar, se observará la formación de un sistema de ondas estacionarias, debidas a la interferencia que tiene lugar, entre ondas directas y reflejadas. Para que los sistemas de nodos coincidan, la longitud de la cuerda debe ser un múltiplo entero de una semilongitud de onda; tan solo persistirán las frecuencias que satisfagan esta condición. Cuando se hace vibrar una cuerda, excitándola por su centro, vibrará de la manera más sencilla o sea con formación de nodos en los extremos y con vientre intermedio, si se excita de otra manera, es posible obtener la formación de mayor número de nodos y vientres intermedios, lo cual da origen a la producción de una serie de sonidos de frecuencia creciente, llamados armónicos o sobretonos. En orden a determinar la relación existente, entre las frecuencias de los armónicos, examinemos el aspecto analítico del problema. Supongamos que la cuerda de nuestro experimento tenga una longitud () y que vibra sucesivamente, tal como lo muestra la Fig. 5—2; recordando que la distancia entre dos nodos consecutivos corresponde a media longitud de onda, podemos entonces escribir:   Las expresiones anteriores se pueden entender fácilmente si se tiene en cuenta, que en el primer armónico o fundamental, la longitud de la cuerda abarca la mitad de la onda, en el segundo, las dos mitades, en el tercero las tres y en el cuarto las cuatro mitades. Ahora bien, si se despeja el valor de la longitud de onda en […]

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Estudio de las Fuentes Sonoras

Aun cuando son numerosas las fuentes sonoras que podríamos estudiar, en el presente capitulo nos limitaremos á examinar las características principales, de las leyes que regulan el funcionamiento de los instrumentos que tienen como fundamento: a) Las Cuerdas sonoras b) Los tubos sonoros c) Las varillas d) Las placas

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El Sonómetro.

El Sonómetro es el aparato destinado al estudio y deducción de las leyes de las cuerdas. Consiste, en una caja prismática de resonancia, cuya finalidad es la de reforzar o amplificar los sonidos emitidos por las cuerdas. Las cuerdas se fijan por un extremo y por el otro se envuelven en uña clavija que mediante un movimiento de rotación permite modificar la tensión de la cuerda. En algunos modelos, las clavijas se reemplazan por poleas, con el objeto de suspender los pesos tensores. Unas piezas de madera, llamadas puentes, permiten variar la longitud útil de la cuerda

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Ultrasonido

En párrafos anteriores dijimos, que las vibraciones de diferente frecuencia, son percibidas por el oído, como sonidos de distinta altura. A los sonidos bajos, como los producidos por tambores y timbales corresponden frecuencias del orden de 100 a 250 vib/seg, y a los sonidos altos, como los del flautín, 3.000 a 5.000 vib/seg. Aparte de estos que son sonidos musicales, la frecuencia audible llega hasta las 15.000 o 20.000 vib/seg. Para frecuencias menores de 20 vib/seg, y mayores que 20.000 vib/seg (límites que pueden experimentar variaciones según las diferentes personas) el oído no percibe sonido, sin que ello signifique que estas frecuencias no puedan ser registradas por instrumentos especiales; estas frecuencias reciben respectivamente las denominaciones de infrasonoras y ultrasonoras. Las vibraciones longitudinales que sobrepasan el límite superior de audibilidad, tienen interesantes aplicaciones y se considera que la llamada región de frecuencias ultrasónicas, se extiende hasta la cifra de vib/seg. Como generador de ondas ultrasónicas se usa en la actualidad, un cristal de cuarzo, dispuesto entre electrodos metálicos, aprovechando en esta forma, las consecuencias del efecto piezoeléctrico. Aplicando al cuarzo una corriente alterna de frecuencia adecuada, el cristal comienza a vibrar mecánicamente y estas vibraciones de carácter ultrasónico se trasmiten al medio circundante. Como característica esencial de las ondas ultrasónicas se puede observar, que el efecto de difracción tan notable en las ondas sonoras, casi no se presenta en las ultrasonoras, en virtud de la pequeñez de su longitud de onda. Las ondas sonoras se difractan fácilmente o sea que bordean […]

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Efecto Doppler

Cuando un observador en reposo, percibe las vibraciones de un centro emisor, también en reposo, (pitazo de una locomotora), la frecuencia del sonido escuchado,, produce una sensación de tono o altura constante, mientras centro de vibración y observador, no modifiquen sus posiciones relativas de uno con respecto a otro; pero cabe indagar, qué acontecerá: a) Cuando el observador se acerca o aleja de la fuente o centro de vibración. b) Cuando la fuente emisora de ondas, se acerca o aleja del observador. c) Cuando simultáneamente, fuente y observador se acercan o alejan. Precisamente estas cuestiones fueron investigadas por el físico austríaco Christian Doppler, hacia el año de 1842, en lo referente a los fenómenos sonoros y solamente más tarde el mismo grupo de hechos fueron aplicados con relación a las ondas luminosas lo que condujo a consecuencias muy importantes. De manera general puede anticiparse, que todo cambio de posición del observador o de la fuente, trae como consecuencia una variación en la frecuencia con que el movimiento ondulatorio es percibido. Cuando la distancia entre fuente y observador se reduce, la frecuencia aumenta y disminuye en el caso contrario. Observaciones prácticas sobre el efecto Doppler pueden llevarse a cabo por medio de fuentes sonoras tales como timbres, diapasones, sirenas, pitos, etc. Experimento: Operando con la cubeta de ondas, provóquese un centro de vibración de ondas circulares, empleando un excitador de punta, con la mano y en forma rápida desplácese el vibrador a lo largo de un lado de la cubeta y […]

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Grabacion y Reproduccion del Sonido.

Registrar un sonido, es grabarlo de manera permanente, para en cualquier momento reproducirlo a voluntad. Un disco no es sino el resultado de un proceso de grabación del sonido. Edison fue el primero en grabar el sonido hacia el año de 1877. El procedimiento que empleó se conserva en la esencia naturalmente con algunas modificaciones. El dispositivo empleado consta de una bocina que en la parte inferior lleva una membrana muy sensible, la que está provista de un punzón que va trazando un surco en una capa de negro de humo colocada sobre un cilindro dotado de un movimiento uniforme. Al hablar frente a la bocina la membrana vibra y las vibraciones son comunicadas al punzón, el que va trazando el surco sobre el disco de pasta. Terminada la grabación la capa de negro de humo se endurece mediante un proceso químico. La reproducción del sonido se lleva a cabo por medio de los gramófonos, siguiendo un proceso inverso al de la grabación. El punzón al pasar sobre el disco recorre el surco ejecutando vibraciones que son comunicadas a la lámina la que las transmite al aire circundante originando en esta forma el sonido reproducido. Modernamente existen procedimientos de grabación de gran exactitud y fidelidad cómo son los llevados a cabo por medio de los grabadores electromagnéticos de hilo o cinta. De estos procedimientos no podemos ocuparnos por requerir el conocimiento de temas que aún no se han tratado.

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