Física de primaria y secundaria · Grades 1–9
19El sonido a nuestro alrededor
Tararea tu canción favorita — y, mientras tarareas, apoya con suavidad dos dedos en la parte delantera de la garganta. ¿Notas ese temblor? Acabas de tocar un sonido en su lugar de nacimiento. Todas las voces, todos los tambores y todas las puertas que chirrían fabrican su sonido exactamente de la misma manera, y este capítulo sale a cazar el truco.
19.1 Dónde nacen los sonidos
Definición 19.1 (Vibración)
Una vibración es un temblor muy rápido — un movimiento de ida y vuelta repetido muchas veces por segundo, a menudo demasiado deprisa para que el ojo lo siga. Una cuerda de guitarra pulsada vibra: tú solo ves un borrón, pero la yema de tu dedo nota el zumbido.
Definición 19.2 (Sonido)
Un sonido es lo que oímos cuando algo vibra y su temblor viaja por el aire hasta nuestras orejas. La cosa que vibra es la fuente del sonido — una cuerda, el parche de un tambor, una campana, tu propia garganta.
Método 19.3 (Hacer bailar el arroz)
Para ver nacer un sonido:
- esparce unos granos de arroz sobre el parche de un tambor (o sobre la tapa de plástico de un bote, o sobre la piel estirada de un globo);
- golpea el parche cerca de los granos — ¡bum: los granos saltan!
- ahora solo grítale al parche desde muy cerca: los granos vuelven a temblar, sin que nadie los toque.
El parche vibra siempre que suena — e incluso un sonido que llega desde tu boca lo pone a temblar.
Proposición 19.4 (Sin vibración no hay sonido)
Todo sonido viene de una vibración — y, cuando la vibración para, el sonido para con ella al instante. Golpea un platillo y déjalo sonar; agárralo después con firmeza con las dos manos: silencio, en el momento en que tus manos detienen el temblor.
Ejemplo 19.5 (Fuentes de sonido por todas partes)
Caza la vibración que hay detrás de cada sonido: la guitarra — tiemblan las cuerdas pulsadas; el tambor — tiembla el parche golpeado; tu voz — tiemblan dos pliegues pequeños de la garganta cuando el aire de los pulmones pasa a toda prisa por delante (ese es el zumbido que notaron tus dedos); la mosca que zumba — sus alas tiemblan cientos de veces por segundo; el portazo — la puerta entera y su marco se estremecen un momento.
19.2 Fuerte y flojo, agudo y grave
Ejemplo 19.6 (Fuerte es un temblor grande)
Pulsa con suavidad una goma elástica estirada: un borrón pequeño, un tañido flojo. Púlsala con fuerza: un borrón ancho, un tañido fuerte. Cuanto más tiembla la fuente — cuanto más amplia es su ida y vuelta —, más fuerte es el sonido. Mira también los granos de arroz: un golpecito suave los hace tiritar, un bum tremendo los lanza por el aire.
Ejemplo 19.7 (Agudo y grave)
Estira una goma elástica sobre una caja abierta y púlsala; pellízcala después por el medio y pulsa la mitad corta: el tañido se vuelve más agudo, como el pío de un pájaro. Las cosas cortas, tensas y finas tiemblan más deprisa y cantan agudo; las largas, flojas y gruesas tiemblan más despacio y cantan grave. Por eso la flautita pía y la tuba grandota gruñe — y por eso la cuerda más fina de la guitarra es la que canta más agudo.
Observación 19.8 (Cuida el tamborcito de tu oído)
En lo hondo de tu oído hay una pielecita — más fina que el papel — que tiembla con cada sonido que llega, igual que el tambor de los granos de arroz. Los sonidos demasiado fuertes la sacuden demasiado: la música muy alta, las máquinas y los petardos pueden dañarla para siempre, y no vuelve a crecer. Tápate los oídos cerca de un ruido fuerte y no le grites nunca a nadie al oído — las orejas no tienen párpados.
19.3 De la fuente a la oreja
Ejemplo 19.9 (El viaje de una palmada)
Un amigo da una palmada al otro lado del patio. La palmada pone a temblar el aire; el temblor se extiende por el aire en todas las direcciones, como los anillos alrededor de un guijarro caído en un estanque; una parte llega a tu oreja y pone a temblar la pielecita de tu oído — y oyes la palmada. Fuente, viaje, oreja: todos los sonidos que has oído en tu vida han hecho este trayecto. ¿A qué velocidad es el viaje y por dónde puede pasar? El capítulo del sonido del año que viene se ocupa exactamente de esas preguntas.
19.4 Ejercicios
Ejercicio 19.1 ★
¿Qué es una vibración? Nombra la parte que vibra en: una guitarra; un tambor; tu voz; una mosca que zumba.
Solución
Solución de Ejercicio 19.1.
Un temblor de ida y vuelta muy rápido. Guitarra: la cuerda pulsada. Tambor: el parche golpeado. Voz: los dos pliegues pequeños de la garganta. Mosca: sus alas al batir.
Ejercicio 19.2 ★
En el experimento del arroz, ¿qué demuestran los granos que saltan sobre un parche de tambor que suena?
Solución
Solución de Ejercicio 19.2.
Que un parche que suena es un parche que tiembla: los granos saltan porque el parche que tienen debajo sube y baja a toda velocidad — incluso cuando lo que lo pone en marcha es un grito y no un golpe.
Ejercicio 19.3 ★
¿Por qué se calla al instante un platillo que suena cuando lo agarras? ¿Qué ley del capítulo está actuando?
Ejercicio 19.4 ★
Para que el tañido de la goma elástica suene más fuerte, ¿qué cambias en tu manera de pulsarla? ¿Qué aspecto tiene entonces el borrón de la goma?
Solución
Solución de Ejercicio 19.4.
Pulsarla más fuerte: la goma oscila más ancho — un borrón más ancho — y el tañido suena más fuerte. Temblor más grande, sonido más grande.
Ejercicio 19.5 ★
¿Cuál canta más agudo: la goma pellizcada y corta o la goma entera? ¿La flautita o la tuba grandota? ¿La cuerda más fina o la más gruesa de la guitarra?
Solución
Solución de Ejercicio 19.5.
La goma pellizcada y corta; la flautita; la cuerda más fina. Las cosas cortas, pequeñas y finas tiemblan más deprisa y cantan más agudo.
Ejercicio 19.6 ★
Tararea con los dedos en la garganta y deja después de tararear. ¿Qué notan tus dedos y en qué momento exacto deja de notarse?
Ejercicio 19.7 ★
Cuenta el viaje de una palmada desde las manos de tu amigo hasta tu oreja, en tres pasos.
Ejercicio 19.8 ★
¿Por qué hay que mantener los sonidos muy fuertes lejos de los oídos? ¿Qué cosa diminuta del oído corre peligro y a qué se parece de este capítulo?
Solución
Solución de Ejercicio 19.8.
Los sonidos muy fuertes sacuden la pielecita del oído — el tambor de granos de arroz del propio oído, más fina que el papel — con fuerza suficiente para dañarla para siempre; nunca vuelve a crecer.
Ejercicio 19.9 ★
El peine de una caja de música tiene púas de distintas longitudes. ¿Qué púas tocan las notas agudas y cuáles las graves? Responde con la regla del Ejemplo 19.7.
Solución
Solución de Ejercicio 19.9.
Las púas cortas tocan las notas agudas y las largas, las graves: las cosas cortas tiemblan más deprisa y cantan más agudo.
Ejercicio 19.10 ★★
Echa agua en una botella de vidrio y sopla por encima de su boca: ¡un pitido! Añade más agua y vuelve a soplar: el pitido se vuelve más agudo. ¿Qué está temblando para producir el pitido: el vidrio, el agua o el aire de dentro? Usa la regla de que lo corto canta agudo para defender tu respuesta.
Solución
Solución de Ejercicio 19.10.
Quien tiembla es el aire de dentro de la botella — tu soplido lo pone a tiritar. Al añadir agua queda una columna de aire más corta por encima del agua, y lo corto canta agudo: por eso sube el pitido. Si el cantante fuera el propio vidrio, añadir agua casi no cambiaría la nota.
Ejercicio 19.11 ★★
Maya dice: “Cuando la televisión está en silencio, la pantalla sigue moviéndose — así que el movimiento por sí solo tiene que producir sonido”. Usa la Definición 19.2 y el experimento del arroz para explicar qué clase de movimiento produce sonido y por qué las imágenes de una pantalla no producen ninguno.
Solución
Solución de Ejercicio 19.11.
El sonido necesita una vibración: un temblor de ida y vuelta lo bastante rápido para sacudir el aire, como el parche de tambor que hacía bailar el arroz. Las imágenes de una pantalla en silencio cambian, pero allí no hay nada que haga temblar el aire — unos colores que cambian no sacuden nada, así que no hay nada que una oreja pueda atrapar.