Modos normales en los tubos sonoros ensayo 2019 PDF

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Universidad de Cartagena Programa de Licenciatura en Educación con Énfasis en Ciencias Sociales y Ambientales

Yireth Lubo Suarez

 Modos normales en los tubos sonoros  Aplicaciones a los instrumentos musicales

Profesor:

Neil Anais Torres

Barranquilla 26/06/2019 Titulo ¿De qué depende que al hacer sonar algún instrumento de viento este produzca o no una nota musical? Esto es gracias a que dichos instrumentos dependerán de una corriente de aire circulando dentro de ellos y de la longitud entre los orificios de entrada y de salida. La corriente de aire a su vez pasará por distintos orificios (esto dependerá del tipo de instrumento) y siempre producirá lo que llamamos, ondas sonoras estacionarias. “El modelo físico más sencillo para representar un instrumento de viento es el modelo de tubo sonoro, especialmente idóneo para describir flautas, tubos de órgano, etc.” (Cros, 2011). Los modos normales en los tubos sonoros, no es más que el tipo de onda que presenta este,

estas ondas son conocidas como ondas sonoras estacionarias, que a su vez sirven para para crear ondas de sonido en el aire circundante. “En el aire de un tubo cilíndrico se crea una onda sonora estacionaria la cual, puede describirse en términos del desplazamiento del fluido o de la variación de presión del mismo. Estas ondas como cualquier onda mecánica tienen nodos y antinodos tanto de desplazamiento como de presión” (coronel y manzella, 2017). Un nodo de desplazamiento es un punto de la onda en la cual su desplazamiento es nulo, pero en ese punto también existe un antinodo, esta vez de presión, esto quiere decir que su presión en ese punto es máxima, el mismo efecto se presenta en el caso contrario, es decir que un antinodo de desplazamiento será un nodo de presión. Para entender de mejor manera este fenómeno tenemos que analizar como se comporta los nodos y antinodos tanto de presión como de desplazamiento en un tubo con ambas partes abiertas, es decir en un tubo abierto, y para esto utilizaremos el ejemplo de la flauta ya que estas se comportan como tubos abiertos. En el punto donde entra el aire no habrá cambios de presión, por lo que será un antinodo de desplazamiento. Ocurre lo mismo que en el punto de salida. En cambio, en la parte media del tubo existen nodos de desplazamiento, por lo cual existirán antinodos de presión. En este proceso se produce la onda estacionaria que viajara a través del tubo y con el pasar del tiempo la frecuencia de esta onda ira aumentado. Justo al salir, se da el sonido, pero no lo produce la onda, si no el aire que viaja a través del orificio de salida. Este suceso también depende de la longitud que recorra la corriente y la onda a su vez, entre más corta sea la distancia que viaja la onda, mayor será la frecuencia y a su vez será el doble de la longitud de onda. Por ejemplo “al tapar y destapar los agujeros de la flauta con los dedos, se modifica la longitud efectiva L de la columna de aire y por ello el tono” (Young y Freedman, 2009, p. 544).

De manera muy similar sucede con un tubo abierto-cerrado, la diferencia será que en el extremo izquierdo (abierto) es un antinodo de desplazamiento (nodo de presión), pero el derecho (cerrado) es un nodo de desplazamiento (antinodo de presión) y en este caso la distancia entre un nodo y el antinodo adyacente siempre es 1/4 de longitud de onda. Estas ondas están formadas por la superposición de múltiples ondas simples. En este contexto, se define la frecuencia fundamental como la frecuencia más baja de una onda compleja periódica. Para entenderlo de otra manera, si pensamos en un objeto susceptible de vibrar, la frecuencia fundamental será la frecuencia más baja a la que puede vibrar estacionariamente. En música, la frecuencia fundamental determina el tono de una nota. Los armónicos son la sucesión de sonidos cuyas frecuencias son múltiplos enteros positivos de la frecuencia fundamental. Por ejemplo, “un tubo muy angosto produce una onda sonora rica en armónicos superiores, que oímos como un tono delgado en cambio un tubo más grueso produce principalmente el modo fundamental, que suena más suave, más como flauta” (Young y Freedman, 2009, p. 546). De lo anterior se puede concluir que, si un tubo es abierto, el aire vibra con su máxima amplitud en los extremos. Pero, si el tubo es cerrado se origina un vientre en el extremo por donde penetra el aire y un nodo en el extremo cerrado. Las frecuencias se clasifican en fundamentales y armónicas las cuales determinaran el tono con el que oímos. La aplicación más importante de las ondas sonoras estacionarias es la producción de tonos musicales con dichos instrumentos, con esto, podemos entender el funcionamiento de instrumentos de viento como una flauta, incluso los tubos de un órgano, un ejemplo de ello es el órgano de la ópera de Sídney, que tiene 10.154 tubos

Referencias bibliográficas Young, Hugh y Freedman Roger. (2009).Sears, física universitaria. Cap., Ondas sonoras. Edición 10ma. Pearson Education, México. Cros, Ana. (2011). Física por un tubo, mide la velocidad del sonido en el aire y diviértete con los tubos sonoros. Universidad de valencia. Valencia, España Coronell, J y Manzella (2017). Analizando ondas estacionarias en tubos abiertos y cerrados

con el uso de Smartphone. Universidad de la costa. Barranquilla, Colombia....