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4 Colores y armonias forman hermosos mandalas, la ciencia es bella



El video muestra un espectáculo presentado por Kenichi Kanazawa. Se trata de una mesa con una plataforma de metal delgado que se puede hacer vibrar manualmente. Solo algunas vibraciones sobreviven el tiempo necesario para ver un efecto hermoso: la acción de ondas estacionarias en superficies.

Las ondas estacionarias son vibraciones que viajan en espacios restringidos, entre los limites de la mesa, rebotan una y otra vez con las paredes físicas que las contienen. Entre los ires y venires las ondas chocan entre sí. En ocasiones las ondas chocaran aumentando su intensidad hacia arriba de la mesa, en esos puntos ligeramente elevados, la arena se deslizara. En contraste, en ciertas zonas (los nodos), las ondas al chocar se anularan mutuamente con lo que esa zona estará quieta. Así, donde se acumula la arena es una zona estática.

Los patrones que forma la arena son definidos tanto por la forma de la placa de la mesa como de la onda acústica que viaja en ella. Las ondas estacionarias responden a frecuencias especificas que formalmente llamamos armónicos, otras frecuencias se dispersan rápido, sin forman un patrón. Es de esperar que frecuencias más altas, formen más zonas y de menor área en la placa.

He visto a mucha gente comentar que esta demostración "prueba que el sonido conforma a la materia". Eso es una idea inexacta.

Son los ritmos y armonias las que conforman el Universo. Además del sonido, son los vaivenes eléctricos que suceden en el cerebro al tener una idea, un recuerdo o sentimiento; son ondas electromágneticas que en horno de microndas dejan espacios sin calentar y otros que elevan la temperatura; son ritmos biológicos que exigen la hora de comer e ir a dormir. Todas ellas se pueden describir con las mismas matemáticas que describen a las de las ondas sonicas.

El Silmarillion de J.R.R. Tolkin, narra como nace el mundo a través de una orquesta, a cada nota se crea un elemento de nuestro mundo. Esta hermosa idea y filosofías "new age" omiten que las armonias pueden existir sin la necesidad de un sonido.

Para finalizar les dejo otra demostración cimatica, acá en lugar de activar manualmente la placa se hace por medio de un actuador y un fuente eléctrica que varia su frecuencia, un generador de frecuencias.



Así que anímese a hacer sus propios mandalas de colores. Felices experimentos!!

¿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?

Video: ondas estacionarias en un pandero: arena de colores y ondas mecánicas



Un pandero grande se coloca horizontalmente sobre una bocina amplificadora, se utiliza un generador de funciones, pero también puedes usar un software. Se esparce uniformemente la arena en el pandero. Entonces, al encender el generador de funciones la membrana del pandero presentará zonas que se mueven mucho –llamadas antinodos–, y otras zonas estáticas  –llamadas nodos –. Cuando vibra el pandero la arena cae en los nodos, mostrando un patrón característico tanto de la forma de la membrana como de la frecuencia del generador de funciones.

Estos patrones me gustan mucho, especialmente por la simetría que presentan. Con todo, hay muchos otros sistemas que presentan patrones de ondas estacionarias, de ellos ya les platique en otras entradas. Por ejemplo, placas cuadradas, tubos en llamas, membranas de jabón, incluso los haces de un láser pueden presentar un efectos similar de ondas estacionarias. Por ello, este fenómeno es importante para describir muchos efectos en la naturaleza, incluso son la base conceptual de la mecánica cuántica: la energía solo puede presentarse en estados discretos, no existen estados intermedios.

Preguntas para pensar:
¿Por qué al poner el dedo en el pandero del video, salta la arena (min. 2:31)?
¿Viendo los patrones que se forman en el pandero se puede deducir la frecuencia que emite el aparato?

Modos de vibración de una membrana de jabón.

En este video se muestran claramente cómo en una película delgada de jabón se obtienen los  primeros modos de vibración, en un experimento sencillo y divertido para realizarse en el salón de clases o en la casa.

Los modos de vibración representan el patrón característico de oscilación de un sistema mecánico, óptico, o todo aquel que pueda oscilar. Los modos son importantes por razones de estabilidad y optimizar la energía en cualquier sistema que pueda vibrar. En el siguiente enlace encontrarás animaciones de los modos de vibración.


La teoría básica del fenómeno no restringe el número de modos de vibración que puede soportar la burbuja de jabón u otro sistema. Sin embargo, el aumento en los modos implica un aumento también de energía, en cierto momento la energía es suficientemente alta cómo para romper al sistema: ya sea burbuja de jabón, o molécula, o edificio en vibración u otro sistema vibrante. También se puede colapsar el sistema si la vibración tiene la frecuencia de resonancia, entonces el sistema presentara la respuesta de mayor amplitud posible, exponiéndose a romperse.


Gracias a Alejandro Torres por este video de su maestria. :D

Preguntas para pensar:
1) ¿Tiene que ser flexible el sistema para ver modos de vibración?

Fuego + música+ física: Tubo de Rubens 2D (video), colaboración con Amazings



Este video muestra una versión 2-D del tubo de Rubens, que en su versión 1-D ya les he platicado. Básicamente, en este flamígero instrumento se hace pasar un flujo constante de gas propano en una caja metálica sellada, el gas puede salir, para producir la flama, por unos pequeños agujeros ubicados en la parte superior de la caja. Por otro lado, en una de las paredes de la caja se encuentra una bocina conectada a una fuente de voltaje (un reproductor de música, por ejemplo).

Así, las ondas sonoras, que son ondas de presión, viajan de un extremo de la caja y se reflejan en el otro extremo. De modo que en la parte media de la caja se forman zonas de interferencia sonora. Es decir, se forman regiones de baja y alta presión, las que son las responsables de la producción de las flamas de mayor o menor tamaño. Por supuesto, este efecto sucede de acuerdo con el principio de Bernoulli: a mayor flujo, mayor será la presión.

Como los amantes de la fiesta se han dado cuenta, por si mismo el tubo de Rubens es ideal para brindar color y calor a los conciertos. De hecho, artistas como Alyce Santoro ya han experimentado con este artilugio, obteniendo excelentes resultados en sus espectáculos. Posiblemente, la versión 2-D pueda ser instalada en algunos escenarios bien acondicionados para apreciar con seguridad el efecto, ¡ya lo veremos!

Por cierto, niños no jueguen con fuego, todo experimento debe ser bajo la supervisión de un adulto responsable

Pregunta: usando el tubo de Rubens 1-D o 2-D, ¿qué canción interpretarías para tu familia?

Este post lo publicamos primero, como una colaboración, en Amazings.es

Preguntas para pensar
1) ¿Son los mismos patrones que muestra el fuego en un caja cuadrada y una circular?
2) ¿En que equipos electrodomésticos se pueden presentar patrones de interferencia? Piensa en los aparatos que usen onda electromagnéticas.

El sonido te puede elevar ¡como de película!, la física de los X-men: Banshee

En estos días se estrenó la película “X-men: first class”, donde, de los anteriores films, podemos ver nuevos mutantes. Uno particularmente curioso es Banshee, pues tiene un grito supersonico que puede romper ventanas, ser usado como sonar y le permite elevarse por los cielos para después planear.


Bien nos podemos hacer una pregunta ¿el sonido nos puede hacer volar?, la respuesta de la física es:
Sí, el sonido nos puede hacer suspendernos en el aire, en una caída puede aumentar nuestra resistencia al aire y disminuir nuestra velocidad de caída, de modo que nos podría llegar a empujar hacia arriba.

Son muchos los videos que podemos encontrar donde el fenómeno de presión de radiación sonica mantiene en el aire a un objeto, es más podemos usar el sonido para mover ese objeto.

Es más nos acaban de publicar un artículo educativo para hacer una demostración en el laboratorio escolar. Dejando caer un paracaídas de juguete dentro de un tubo de acrílico transparente, en donde el fondo se encuentra una bocina, la cual se conecta a un generador de funciones. 

Cuando la bocina emite la frecuencia de resonancia del tubo, el paracaídas dramáticamente disminuye su velocidad de caída. Esto únicamente pasa en el modo de resonancia, fuera de tal condición la velocidad de caída se mantiene igual. En la imagen de este post se puede ver el arreglo experimental y el resultado principal de articulo: las gráficas de distancia vs. tiempo de los objetos al caer a diferentes frecuencias sonicas provenientes de la bocina del fondo, la pendiente representa la velocidad, la gráfica de menor pendiente corresponde a la de frecuencia de resonancia del tubo.



Entonces, efectivamente, los poderes de Banshee, le permitirían volar. ¡Lo cual, para nada implica que te pongas a gritar para intentar volar!

¿La imaginación de muchos escritores de ciencia ficción esta en lo correcto de como se comporta la naturaleza, o será que saben un poco de física y extrapolan correctamente?

Como sea, esta película, es un buenpretexto para que platiquemos de física. Pues la física es divertida, tanto para hacer volar a un X-men.

ResearchBlogging.org V. Torres-Zuniga (2011). How can acoustic resonance reduce the average velocity in a falling body? REVISTA MEXICANA DE FI´SICA E, 57 (1), 16-20



Links relacionados:



Máquina de ondas transversales usando gomitas de dulce

En un proyecto casero muy sencillo se puede hacer un lindo experimento de física. El video es muy explicativo.



Solo se requieren palitos de madera, un pedazo largo de cinta adhesiva dos soportes, y las gomitas de dulce para hacer una maquina de ondas transversales, como las que se suelen montar en los museos de ciencia.
Esta forma didáctica, colaborativa y rápida para hacer actividades científicas seguramente abrirá el camino a muchas vocaciones. 

Para innovar se requiere imaginación, más que dinero.

¡Felices experimentos!, pues a ti te toca hacerlo :)

La pregunta de los martes: sonido y luz

¿En alguna circunstancia la velocidad del sonido es mayor que la velocidad de una onda electromagnética?

Déjanos un comentario con tu respuesta, los mejores los mencionaremos. Daremos la respuesta antes del lunes próximo.

Cómo la resonancia acústica puede reducir la velocidad en un cuerpo cayendo

¿Podría una persona usar ondas acústicas en lugar de un paracaídas? Pues fue la pregunta que me hice con este experimento.

El sonido es capaz de ejercer una fuerza en los cuerpos, aquí te hemos presentado varios videos sobre levitación acústica. Ahora deseamos mostrarte un experimento que se puede hacer en cualquier laboratorio escolar. El documento lo enviamos para una publicación en la revista de la Sociedad Mexicana de Física, y el pre-e-print lo puedes consultar gratis en vixra.

En resumen, tomamos un paracaídas de juguete, un papel, y lo dejamos caer en un tubo trasparente. Observamos que a la frecuencia de resonancia del tubo la velocidad disminuye, es más en los puntos nodales la velocidad casi es cero.

Este es el video del experimento, solo para algunas frecuencias.


Envíanos tus comentarios y sugerencias de este experimento, el video y el articulo, nos servirán para mejorar los experimentos.

El hombre que perseguía una olita

La ciencia esta llena de historias excéntricas. Por ejemplo, aquel ingeniero escoses del siglo XIX, quien estaba a las orillas de un canal, él observaba una barcaza jalada por caballos, cuando estos animales se detuvieron la barcaza en un movimiento violeto formo una onda de buena elevación, alta velocidad y sin deformarse. Tal combinación en la onda le llamo la atención, por lo que monto un caballo para perseguir a la onda.

Esta es la historia que reporta John Scott Russell (1808-1882), quien escribio un reporte matematicamente formal llamado "Report on Waves": (Report of the fourteenth meeting of the British Association for the Advancement of Science, York, 1844 , pp 311-390, Plates XLVII-LVII).

Las observaciones de Scott le fueron útiles en el diseño y construcción de canales. Más aún, estas ondas solitarias (solitones) son importantes pues carecen de efectos de atenuación o esparcimiento, los cuales son comunes en la naturaleza, y limitan las telecomunicaciones eficientes y masivas por fibra óptica. De este modo los solitones son un tema candente de desarrollo de tecnología de trasmisión eficiente de energía o información o ambas

Las ondas están presentes en todos los campos, por ello los mejores matemáticos, físicos e ingenieros han estudiado con disciplina y profundidad sus características. Por ejemplo, en la misma temática de ondas en el agua, puede consultar el articulo técnico sobre los orígenes de las teorías de ondas en el agua (ingles).

Tal vez perseguir ondas es de locos, pero la documentación y la seria explicación es de científicos. Poco importa lo que hagas, lo que cuenta es hasta donde profundizas en tus actividades.

Enlaces de interés:

Simple demostraciones en el tanque de ondas

En este video se muestra uno de los arreglos experimentales más famosos e ilustrativos de los fenómenos ondulatorios: el tanque de ondas.

Desde los años 60s se han usado tanques de ondas y es simple de implementar en cualquier laboratorio de preparatoria. Mira el video, donde se muestra la interferencia de dos fuentes puntuales.


Pregunta para pensar:
1) ¿Las sombras en el papel son formadas por valles o picos en el agua?
2) ¿El tanque de ondas funciona con ondas transversales o longitudinales o de las dos clases?

Enlaces relacionados
Máquina de ondas transversales usando gomitas de dulce
Videos: Dos tipos de ondas.
Video: El gran terremoto de San Francisco de 1989

¿Es el sonido un proceso adiabático o isotérmico?

Junru Wu de la universidad de Vermont, encontró una forma de hacer polémica al criticar un libro de texto en física: el Halliday-Resnik. Resulta que este texto afirma que las ondas acústicas deben ser un proceso adiabático, pues el rápido movimiento de las partículas crea incrementos y decrementos de presión, que evitan el flujo de calor. Sin embargo, en una dura critica, Wu afirma que puede existir un régimen donde el sonido puede ser isotérmico, presentándolo como un problema más complejo. No obstante en una nota del mismo año, en la misma revista, Pieter B Visscher, de la universidad de Alabama, muestra que es absurdo en cualquier régimen tomar el sonido como un proceso isotérmico.

Dos comentarios:
Evidentemente la revista comentada es sobre educación, pero aun en estos temas puede existir margen a la polémica y la discusión académica. Sin importar que sea una revista de alto impacto o un blog.

Por otro lado, observo que muchos estudiantes y profesores de física sienten aversión al libros como el Halliday-Resnik, pues le consideran muy informal, poco matemático. Sin embargo, sigue siendo uno de los textos más populares en la universidades. Podría aplicarse la frase: Ser muy popular te trae más enemistades.

Referencias
Wu Am.J. Phys. 58, 1990.

Esta araña usa micrófonos de cuarzo para cazar

Me sorprendí mucho viendo este video de animal planet y luego leer el resumen del articulo científico.

Ellos muestran y afirman que las arañas corolla (Araneae: Segestriidae: Ariadna), del desierto de Namibia, usan un circulo de 8 a 7 piedras de cuarzo, bien seleccionadas, para anclar su telaraña que hacen en un hoyo a nivel del suelo, más curioso es que son colocadas de modo que en la parte más afilada apunta hacia el hueco (donde esta la telaraña).

cuando un insecto se acerca y apenas roza el cuarzo, las vibraciones tenues atraviesan el cristal sin distorsión, y tal vez se concentran mejor en la punta de la piedra (como un embudo), luego pasan a la telaraña y la araña detecta la ubicación de su víctima. (¡hora de comer, niños!)


Sabia que las arañas usaban las vibraciones para detectar su comida, pero que despreciaran las otras 4 piedras de la región, que escogieran el cuarzo, y que le dieran la orientación para su cacería, que un insecto empleara herramientas para amplificar sus sentidos (como lo hacen los humanos) es totalmente nuevo, desconcertante y maravilloso para mi.

El articulo formal lo puede encontrar en:

Henschel J, Lubin YD. Environmental factors affecting the web and activity of a psammophilous spider in the Namib Desert. J Arid Environ 1992 ; 22 : 173-89.

Preguntas para pensar:

1) ¿Qué otros animales usan el sonido como medio principal de caza?
2) ¿Es posible usar únicamente el sonido para conocer la forma o estructura de un objeto?

Enlaces relacionados
El sonido te puede elevar ¡como de película!, la física de los X-men: Banshee
¿Es el sonido un proceso adiabático o isotérmico?
Ondas de sonido que apagan una llama

¿Por qué la frecuencia modulada tiene tan corto alcance?

Las señales de frecuencia modulada, tienen al menos dos señales periódicas, una es la señal con la información y otra es la que le permite codificarse para trasmitirse.

El espectro de la señal FM comercial abarca desde los 88 hasta los 108 Mega-hertz. Esta es una frecuencia muy alta en la onda portadora, por lo que su trasmisión puede ser directa, pero no se puede reflejar en las capas superiores de la atmósfera. Por ello, las ondas FM son detenidas por los obstáculos y su alcance es limitado por la curvatura terrestre.
Gracias por tu pregunta Miguel.

Cómo Medir la velocidad de un barco con Google Earth

Es muy sencillo, estas son las instrucciones para hacer este experimento de propación de ondas.

1) Usa Google Earth para ver imágenes satelitales de bahías, embarcaderos o zonas donde puedas encontrar barcos
2) Busca un barco, lancha o bote rápido en movimiento
3) Identifica que el barco deje una estela de olitas. Estas olitas a grandes distancias (comparadas con el tamaño del casco) tienen una forma característica, conocida como "patrón de Kelvin".


4) Pues bien, de acuerdo con C. E. Aguilar y su camarada A. R. Souza (de la Universidad Federal de Rio de Janeiro, Brazil), de este patrón se pueden ver las crestas que definen la longitud de onda (lambda), y la apertura de la estela define un ángulo (theta). Estos dos son los únicos parámetros para poder usar la siguiente fórmula:
donde g es la aceleración en caída libre

Listo. Ya tienes una estimación de la velocidad v de los botes usando este excelente y popular programa.

Un poco sobre este patrón de Kelvin:
Kelvin encontró que este patrón se forma por un efecto de interferencia entre una onda que diverge y otra que sigue al bote. Donde las ondas evanescentes son la parte central de este patrón.

Ahora, unos puntos complementarios, que puede hacerte más interesante esta práctica

a) Si te gusta la programación, puedes hacer un software (o una hoja de cálculo) que automáticamente te de el valor de la velocidad de los navíos. Este puede ser un proyecto semestral.

b) Falta determinar la incertidumbre de la fórmula, es un ejercicio muy sencilla cuando sabes derivar, intentalo.

c) Falta que te diga el conductor a que velocidad estaba su bote, este dato es para comprobar la propuesta de medición.

d) ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar una pistola Doppler para medir la velocidad de estos barcos?

Sin salir de casa puedes hacer interesantes mediciones físicas.

Cuéntanos como te fue con este experimento casero, nos interesa tu voz.

Referencias:
1) En Arvix: Google Earth Physics
2) En la revista Physics Education:Google Earth physics C E Aguiar et al 2009 Phys. Educ. 44 624-626 doi: 10.1088/0031-9120/44/6/009

Video: ¡Abre la botella golpeándola contra el árbol!

Cuando te falte un sacacorchos y deseas beber de una botella de vino, puedes usar este sencillo truco. Toma a la botella de la parte gruesa y golpea la base de la botella contra el tronco de un árbol, sin violencia estilo Hulk, pero con más fuerza que la que puede tener Micky Mouse. El corcho saldrá de la botella. Mira el video




Explicación del video
1) Parece que el corcho sale porque se forman ondas de choque dentro de la botella, en un efecto de ondas estacionarias, las ondas acústicas empujan al corcho y este termina por salir. Sin embargo, no me queda claro los niveles de energía para que salga el corcho. He visto a varios hacer el experimento, pero tengo mis dudas del mecanismo.

2) Otra explicación, es que al golpear la botella, el gas contenido en el vino, aumenta su presión en la botella lo cual causa que se empuje el corcho.

¿Dinos tu opinión? ¿Cuál explicación es mas factible? ¿Cómo se puede comprobar la idea?

Sin embargo, me encontré con este entusiasta de la ciencia que hizo muy mal el experimento. Míralo, ríete, pero aprende de su error:



Por otro lado, hay una forma más rudimentaria para beber de la botella, cuando te falta el sacacorchos: hundiendo el corcho.



Preguntas para pensar
1) ¿En que otros fenómenos de la naturaleza encontramos ondas estacionarias?
2) ¿Se produciran ondas de choque dentro de la botella?

Enlaces relacionados
Ondas estacionarias en una mesa
Ondas estacionarias en líquidos viscosos
Concierto de flauta con un tubo en llamas

Cómo medir la distancia Tierra - Luna con viejas grabaciones en mp3

Un grupo de 30 estudiantes italianos entre 14 y 19 años consiguieron grabaciones de las conversaciones entre Neil Armstrong en la superficie de la Luna y la estación de control en Houston, estas grabaciones están disponibles para todo el público en el sitio de la NASA.

Los jóvenes notaron un eco en las grabaciones, pues las instrucciones de la Tierra eran trasmitidas por la bocina, la cual estaba cerca del micrófono en el casco del astronauta, con el cual respondía a la Tierra.

Ellos usaron un programa de audio en código abierto llamado Audacity para medir el retraso del eco, encontrando 2.620 segundos, lo que equivale a 3.93 x 10^8 metros. Medida que está en el rango de lo reportado en la literatura: 3.63 and 4.05 x10^8 metros.

Pero como Buzz ligthyear, los estudiantes fueron: ¡más allá! Ellos midieron la excentricidad de la órbita lunar, empleando las conversaciones de la misión del Apolo 17, la cual se posó en la Luna más de 100 horas. Los estudiantes reportan que las fuentes de error en sus cálculos pueden ser retrasos por la electrónica y el tiempo en que las señales son dirigidas por las antenas hasta la NASA.

Entonces, falta que tú y tus amigos comprueben que están en lo correcto estos muchachos. Hay que verificar para ser parte de la Historia de esta anécdota.

Este es un excelente ejercicio para demostrar que alguien llego a la Luna.

Más información de estos jóvenes:
arxiv.org/abs/0903.3367: Echoes From The Moon
Via: TR Comentarios de artículos de arxiv.

Niño recrea musica de video juegos con un camino de botellas de cerveza

Mira el video, un chiquillo acomodó en filas muchas botellas de vidrio, cambió el espacio entre unas y otras. Para que su carro de control remoto pasará cerca del camino que formaban las botellas y con ligeros golpes rehacer la melodía del juego de Mario Bros. Me parece que este ingenio difiere de cómo funciona un xilofono, o aquella versión que emplea botellas con agua a diferentes niveles para hacer música: Xilofono de agua .

Video: un carrito de control botellas musicales, 1.05 min


Muy probablemente el niño sea muy ocioso. No obstante, existen muchos otros ejemplos de caminos musicales. En el siguiente video encontramos del camino en Lancaster Ca. que también hace música mientras conduces sobre unos surcos con diferentes espacios entre ellos. Este camino singular fue construido para atraer más turistas a la zona (desconocemos si lo logro o si los pequeños baches molestaron a alguien).



En Japón hay otra versión del mismo camino con diferente tonada.



Finalmente, para construir estos caminos musicales de asfalto o con botellas de cerveza sólo se requiere el diseño del espacio entre los sonidos consecutivos, el cerebro hace el resto para ordenar e interpretar la serie completa. En el caso de las carreteras el espacio entre surcos es entre 6 y 12 milimetros y la velocidad ideal para escuchar la tonada es a 40 Km/hr (para evitar el ruido del motor o el aire), esta idea esta basada en esos discos que ya no me tocor ver: los discos viejos de vinilo.

De nuevo, estas melodias son relativamente simples, por ello se pueden hasta reproducir con bobinas de tesla y otros armatostes similares.


Información adicional:
MotorPasion tiene una nota y video sobre las carreteras japonesas

Preguntas para pensar:

1) Con unas cuantas piezas se puede recrear sonidos e imágenes (e.g. cine), ¿con los olores es también posible?
2) El mp3 es un formato reducido de sonido, ¿Cuánta información se perdió de la grabación original?

¿Por qué el profesor habla como el pato Donald?

Esta es una demostración muy popular, te damos la explicación y una evocación que se puede usar en el salón de clases.

Primero una corta historia
Un maestro de música realiza una demostración en la que el respira helio, luego habla con una voz cómica, muy chillona. Un estudiante explica: “La rapidez del sonido en el helio es mayor que en el aire, de modo que aumenta la frecuencia fundamental de la sondas estacionarias en la boca”. Otro estudiante dice: “No la frecuencia fundamental está determinada por los pliegues vocales y no puede cambiar. Sólo la calidad de la voz ha cambiado”.

¿Cuál estudiante tiene la razón?
Explicaron. El segundo estudiante esta en lo correcto. La frecuencia fundamental del complejo tono de la voz esta determinada por la vibración de los pliegues vocales y no cambia cuando hay un gas diferente en la boca. La introducción de helio en la boca genera armónicas de frecuencias más altas que se excitan más que en la voz normal, pero la frecuencia fundamental de la voz es la misma, esto es, la calidad ha cambiado. Esa es la explicación para tener la voz con timbre de pato.

Recuerda tono no es lo mismo que frecuencia, frecuencia es el estimulo, tono es la respuesta. Ahora, una ilustración con un video de unos amigos muy divertidos.


Cuidado con introducir demasiado helio en la boca, tu respiras una combinación de aire con oxigeno, no helio puro, te puedes desmayar si respiras poco oxigeno.

Preguntas para pensar:

1) Cuando tu voz se hace grave, ¿Qué características físicas cambian?, algo que le pasa a muchos adolescentes :)
2) Muchos cantantes usan artilugios electrónicos para mejorar sus canciones. ¿Cuáles se relacionan con la frecuencia, el tono, la amplitud?

Enlaces relacionados
Cómo el sonido puede ser un arma letal
El sonido te puede elevar ¡como de película!, la física de los X-men: Banshee
Flamas en un tubo acústico.

Video: Entender a la Resonancia con un Columpio Extremo

¿Qué es la resonancia?, pues es el fenómeno donde la adecuada frecuencia de impulsos permite que crezca mucho la amplitud de un fenómeno físico. Pero lo puedes entender bien con este video de un columpio muy singular, ¡un columpio extremo!.



En el video se aprecia que la posición de la persona cambia para alimentar a la amplitud de la oscilación; la correcta posición, en el tiempo justo, es lo que permite que la oscilación aumente, incluso a llegar a dar la vuelta de 360 grados.

Todos los fenómenos oscilatorios (que son muchísimos) son susceptibles a presentar
resonancia: péndulos,copas de vino, láseres, metrónomos, reactores nucleares, entre otros.

Es por medio de matemáticas como describimos y encontramos más propiedades de los sistemas en resonancia, pero hasta que tenemos una experiencia cercana al efecto, es cuando la apreciamos con claridad. Intenta un experimento similar en tu parque más cercano, pero ten cuidado de no lastimarte.

¡Felices experimentos!

Preguntas para pensar:

1) ¿Conoces efectos de resonancia en tu vida cotidiana? Menciona dos.
2) Cuando quieres sintonizar una estación de radio usas resonancia. ¿de que onda? ¿Cómo se logra?
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