Objetivo:Aplicar los conceptos asociados a las ondas y el sonido, para comprender cómo se produce la música y reconocer la diferencia entre música y ruido.
En una cuerda vibrante, la onda resultante de la superposición de la onda incidente y la reflejada es una onda estacionaria. En toda onda estacionaria es posible distinguir ciertos puntos característicos denominados nodos y antinodos.
Los nodos son aquellos puntos de la cuerda que permanecen en reposo sin vibrar, mientras que los antinodos son los puntos de la cuerda que vibran con la máxima amplitud.
La onda estacionaria formada en una cuerda vibrante tiene una cantidad de nodos (N) y de antinodos (A) característica que varía dependiendo de la tensión y de la longitud de la cuerda (ver figura 11). Mientras más grave es el sonido menor es la cantidad de nodos y de antinodos.
Los modos normales de vibración
Se denomina modo de vibración de una cuerda a las diversas formas en que ella puede vibrar, generando ondas estacionarias. En cada modo de vibración, la cuerda adopta una forma específica y emite un sonido característico dado por la frecuencia con que vibra.
La frecuencia mínima de vibración capaz de generar una onda estacionaria se llama frecuencia fundamental (fo). Cuando la cuerda vibra con dicha frecuencia se dice que se ha establecido su modo fundamental de vibración.
La frecuencia de los demás modos de vibración son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental y se denominan armónicos. La frecuencia de los armónicos se obtiene según la siguiente ecuación:
En las figuras 12, 13, 14 y 15 se ilustran las ondas estacionarias para los cuatro primeros modos de vibración.
En estas ondas estacionarias hay una relación entre la longitud de la cuerda y la longitud de onda, que se resume en la siguiente ecuación:
Recuerda que si n = 1 la cuerda se encuentra en su modo fundamental de vibración, mientras que si n = 2, 3, 4, ... la cuerda vibra en algún armónico.
Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono. Las ondas de choque se producen cuando un objeto se mueve en un medio a una velocidad superior a la velocidad de las ondas que produce.
Las ondas generadas por el movimiento del objeto en estas condiciones, nunca se propagan delante de él, sino que lo hacen hacia atrás ya que el objeto se mueve igual o más rápido que ellas. En el caso de los barcos se forma la típica estela en forma de “V”.
En los aviones, cuando la velocidad es superior a la velocidad del sonido en el aire se genera una onda de choque, la estela en este caso, sería un cono pues la onda se propaga en el aire en las tres direcciones del espacio. Si el aire es húmedo, la onda de choque puede provocar la condensación de gotas de vapor de agua y formar una nube que la hace visible.
El efecto Doppler es el que se produce cuando una fuente emisora de ondas se mueve con relación al observador. Si se acerca, la longitud de onda se acorta (aumenta la frecuencia) y si se aleja, la longitud de onda aumenta (la frecuencia disminuye).
Con las ondas sonoras lo podemos apreciar fácilmente, el sonido de un vehículo que se acerca es más agudo que el que percibimos cuando se aleja.
Video Doppler (Bocina Vehículo)
La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo. En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza.
Video Resonancia (Puente Tacoma Narrows)
Video Resonancia (Copa de Cristal)
Objetivo: Comprender las estructuras que conforman el oído humano y cómo funcionan conjuntamente para llevar a cabo el proceso de la audición.
¿Cómo Funciona el Oído?
El oído humano es un sistema de análisis de sonidos extraordinariamente complejo, que es capaz de percibir sonidos en una gama muy amplia de intensidades y frecuencias. El oído consta de tres partes: el oído externo, el oído medio y el oído interno. El oído externo capta los sonidos gracias al Pabellón Auricular(1).
Las vibraciones sonoras se transmiten a través del Conducto Auditivo (2) (del oído externo) al Tímpano(3), haciéndolo vibrar. El tímpano está conectado a una cadena de tres huesecillos (Martillo(4), Yunque(5), Estribo(6)) en el oído medio. El oído medio intensifica la energía de las vibraciones sonoras y las transmite a la cóclea (oído interno).
Las vibraciones sonoras que entran a la cóclea, un caracol relleno de un líquido denso, producen una onda, que viaja a través de la cóclea producen una onda, que viaja a través de ella. Esta onda hace vibrar la membrana basilar, en la cual se encuentran miles de células minúsculas, llamadas células ciliadas, que registran las diferentes frecuencias sonoras.
Las células ciliadas, que están conectadas a las fibras del nervio auditivo, producen señales electroquímicas que son transmitidas a través del nervio auditivo hasta el cerebro, donde se reconocen como sonidos.
Oído externo
El pabellón auricular capta los sonidos y amplifica, de manera natural, los sonidos que llegan. El uso de ambos oídos al mismo tiempo produce un efecto "stéreo" y le ayuda a localizar los sonidos (a detectar de dónde viene un sonido y a donde va). También le ayuda a "enfocarse" en una conversación cuando hay ruidos de fondo.
1 = Pabellón auricular
2 = Conducto auditivo
3 = Tímpano
Oído Medio
¿Jamás se ha preguntado porqué tiene la impresión de tener un tapón en sus oídos cuando viaja en avión o cuando va a las montañas? El oído medio es un espacio relleno de aire, detrás del tímpano. La trompa de Eustaquio va del oído medio al fondo de la garganta y sirve para igualar la presión del aire en ambos lados del tímpano, posibilitando así una transmisión del sonido más eficiente. Cuando usted experimenta un rápido aumento o una rápida disminución de la presión del aire, por ejemplo en un avión, tiene la impresión de tener un tapón en sus oídos porque la presión en cada lado del tímpano no es igual. Cuando la trompa de Eustaquio se abre, para igualar la presión, usted siente un «pop» y después nota que su oído ha vuelto a su condición normal.
4 = Martillo
5 = Yunque
6 = Estribo
7 = Trompa de Eustaquio
Oído interno
¿Sabía usted que su oído también forma parte de su sistema de equilibrio? El órgano de equilibrio contiene células especiales, que registran el movimiento y la posición de su cabeza.
8 = Órgano del equilibrio
9 = Cóclea
10 = Nervio coclear
