figuras de chladni
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Objetivo:
El objetivo de esta experiencia es la visualización de los modos propios de
vibración de una placa. Para ello se hará vibrar a diferentes frecuencias una
placa metálica sujeta por su centro y, espolvoreando arena fina sobre ella se
observarán los patrones y líneas nodales que se forman en la misma,
correspondiendo cada patrón con un modo propio o frecuencia propia de
vibración de la placa.
¿Que es el sonido?
El sonido es una sensación en el órgano del oído
humano generada por rapidísimos cambios de
presión, causados por algún movimiento
ondulatorio en un medio elástico (sólido, líquido
o gaseoso) como un metal, el aire o la corriente
de un río. Conviene aclarar que el sonido se usa
de dos formas distintas dos conceptos aparte
que son, en términos de las sensaciones
auditivas producidas por perturbaciones longitudinales en el aire y como las
perturbaciones ondulatorias por sí mismas.
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¿Que pensarías si te dijeran que las vibraciones del sonido
pueden representarse como formas geométricas?
Un poco de locura, ¿verdad? Pues eso
mismo propuso hace muchos años
Chladni frecuentemente llamado el
padre de la acústica, al que debemos la
teoría de placas con su propio nombre.
Fue el primero en realizar esta
experiencia, quería observar los modos
de resonancia (modos propios de
vibración) de una placa circular o
cuadrada, sujeta por su centro,
Chladni la hacía vibrar frotándola con
el arco de un violín, después de haber
espolvoreado arena fina sobre ella.
Posteriormente dibujaba las líneas y
patrones que formaba la arena sobre
la placa. “El sonido puede verse”, fueron las palabras de Napoleón cuando, en
1808, Chladni realizó esta experiencia en la Academia de Ciencias de París.
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¿Como funciona?
Cada intervalo de frecuencia del sonido puede representarse mediante una
serie de formas geométricas y para demostrarlo veremos una lámina de metalsujeta por su parte central y sobre la que proyectaremos una onda de sonido a
diferentes frecuencias.
1. Sobre esta lámina se espolvorea arena fina
2. luego se hace vibrar la lamina usando un arco
(se produce fricción del arco sobre la lamina
produciendo resonancia) Tocando el reborde de
la
placa en diferentes puntos se
obtienen notas distintas, y, por
consiguiente, formas
diferentes.
3. La arena es lanzada al aire
por la vibración producida
por el arco. y al caer sobre la
placa toma formas regulares.
¿Que se observa?
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Se observarán los patrones y líneas nodales que se forman sobre la placa. Estos
patrones y líneas nodales corresponden con las zonas y líneas en las cuales la
placa no vibra, es decir, los nodos o puntos muertos de las ondas que se forman
en la misma, y por tanto en ellos se producirá una acumulación de arena al esta
no vibrar, dando lugar a curiosas figuras que dependen de la fuerza del
estímulo, de su dirección o velocidad; en los puntos donde la arena no se
acumula es donde hay mucha vibración y estos espacios son conocidos como
vientres o antinodos. Dichas figuras son el resultado de vibraciones de sonido,
resulta que cada tono distinto manifiesta características específicas, en las
que algunas partes de la placa se mueven y otras tantas no lo hacen.