¿Qué pasa cuando una cuerda es pulsada? slowmotion de la cuerda de un violín

Guitarras, violines, cellos y hasta tololoches utilizan cuerdas para generar sonido -después de una pulsación. Veamos los detalles de la oscilación. Primero en el siguiente video del laboratorio.

¿Qué dicen en el video?

Inicialmente, la cuerda forma un triangulo. Cuando se libera la cuerda, vemos que una serie de oscilaciones, la cuerda sube y baja respecto al centro de equilibrio. Esta amplitud decae debido al amortiguamiento y fricción de la cuerda con los extremos; es decir, la energía se disipa y la cuerda deja de moverse.

Pero los detalles son demasiado rápidos para nuestro ojo desnudo. Así que veamos las escenas en cámara lenta. Podemos ver un pulso ir y venir a través de la cuerda completando varios ciclos. En el primer ciclo, claramente vemos una protuberancia que viaja de un lado a otro. Esta se puede explicar como el resultado de la suma de ondas estacionarias individuales (utilizando series de Fourier).

Después de varios ciclos la protuberancia desaparece y la cuerda rebota hacia arriba y hacia abajo. Esto sucede porque las altas frecuencias que componen el movimiento decaen más rápido, por los efectos del amortiguamiento. Al final del video se ve más a detalle esta protuberancia.

¿Y el violín?

Ahora el siguiente video es con un violin, que es pulsado por el su arco.

Vemos que las superficies de la cuerda de violín y arco experimentan fricción, la que produce la misma clase pulsación que de nuestro primer video. El ir y venir del arco produce un gesto (movimiento) que se usa para manipular la dinámica de la cuerda y producir el tono deseado por el músico ejecutante.

Así, podemos ver que la naturaleza de una cuerda pulsada burda, como la del primer video, es fenomenológicamente igual al de un violín. Y es que la física trata de sintetizar explicaciones para describir una variedad de efectos en la naturaleza.

Por cierto, en un violín, la cuerda E (nota Mi) tiene 0.33 m de longitud y la velocidad de las ondas es de 434m/s. ¿Cuál es el tiempo necesario para que la onda producida al puntear la cuerda haga un recorrido completo a lo largo de la cuerda y vuelva a su posición original?, ¿cómo se relaciona este tiempo con la frecuencia propia de la cuerda al hacer sonar el arco?