Fisica Para Ninos 49 Experimentos Sencillos de Acustica

FÍSICA PARA NIÑOS 49 experimentos sencillos de acústica

Traducción: Gloria Julieta Soto Hernández Química Facultad de Química, UNAM

PARA NIÑOS 49 experiment os sencillos de acústica

Robert W. Wood Ilustraciones de Steve Hoeft

FÍSICA PARA NIÑOS 49 experimentos sencillos de acústica Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio, sin autorización escrita del editor. DERECHOS RESERVADOS © 1991, respecto a la primera edición en español por McGRAW-HILI/INTERAMERICANA DE MÉXICO, S.A. DE C.V Atlacomulco 499-501, Fracc. Ind. San Andrés Atoto 53500 Naucalpan de Juárez, Edo. de México Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial, Reg. Núm. 1890 ISBN 968-422-934-8 Traducido de la primera edición en inglés de PHYSICSFORKIDS 49 Easy Experiments with Acoustics Copyright© MCMXCI, by Tab Books Original U.S. edition published by TAB BOOKS. A división of McGraw-Hill, Inc. ISBN 0-8306-3392-8 1234567890 Impreso en México Esta obra se terminó de imprimir en junio de 1991 en Litografíes Ingramex Centeno No. 162-1 Col. Granjas Esmeralda Delegación Iztapalapa 09810 México. D.F. Se tiraron 6000 ejemplares

9087654321 Printed in México

CONTENIDO Introducción Símbolos usados en este libro EXPERIMENTOS DE ACÚSTICA 1 Descubre qué es el sonido 2 Mide a qué distancia cae un rayo 3 Obten ondas sonoras con una liga elástica 4 Cómo se reflejan las ondas sonoras 5 Patrón del movimiento de las ondas sonoras en una habitación 6 El reflejo de las ondas sonoras 7 La vibración de las bocinas 8 Cómo hacer una onda de choque con aire 9 Sonidos agudos y sombras sonoras 10 La tablita zumbadora 11 Qué es el efecto Doppler 12 Por qué producen sonidos raros los caracoles de mar 13 Cómo hacer un peine musical 14 Un globo ruidoso 15 Música con popote (pajilla) 16 Haz un silbato con un popote (pajilla) 17 Cómo cambiar de tonos con un popote (pajilla) 18 El agua y el tono de los vasos de cristal 19 Botellas musicales 20 La copa musical 21 Vibraciones irregulares 22 Cómo se transmite el sonido a través de agua y madera 23 Vibraciones del sonido a través de nuestros dientes 24 El peine vibrador 25 El tono musical de una liga

vii

ix 1 3 4

5 6

7 9 10 12 13 15 17 18 19

20 21 23 25

26 28

30 31 32

33 34 35 V

26 Cómo hacer un contrabajo de una cuerda (Instrumento de cuerda) 27 Amplificador con un molde para hornear 28 Amplificador con una copa 29 Cómo se transmite el sonido por una tubería de agua 30 Resonancia y vibraciones simpáticas 31 Resonancia de una botella 32 Vibraciones simpáticas 33 Cómo suavizar el sonido 34 Cómo apagar el sonido 35 Tonos de una rueda de bicicleta 36 Cómo hacer un silbato con pasto 37 Cómo hacer un arpa con ligas 38 Cómo hacer una campana con una cuchara 39 Cómo hacer campanitas con cubiertos 40 Cómo hacer un estetoscopio 41 Cómo hacer un tubo acústico 42 Cómo hacer un megáfono 43 Cómo hacer un teléfono con una lata 44 Cómo hacer un piano con alfileres 45 Cómo cambian las notas en una guitarra 46 Cómo afecta el aire en movimiento a las ondas sonoras 47 Nuestro cerebro puede medir la diferencia de la velocidad del sonido 48 Cómo produce sonidos un disco fonográfico 49 Cómo funciona un teléfono SUGERENCIAS PARA LA REALIZACIÓN DE LOS EXPERIMENTOS ÍNDICE

vi

36 38 40 41 42 43

44 46 47

49 50 51 52 54 56 57 58 60 62 64 66 68 70 72

75 81

INTRODUCCIÓN Física es un término que proviene de una palabra griega que significa naturaleza. Es la ciencia que estudia el "cómo" y el "porqué" del mundo que nos rodea. La física explica qué produce un rayo, cómo se sostiene un satélite en su órbita y por qué titilan las estrellas. Los temas de este emocionante campo con frecuencia se mezclan entre sí, pero se pueden dividir en varios grupos básicos: mecánica, calor, luz, electricidad y magnetismo, y sonido. Este libro trata sobre el fascinante campo de la acústica o del sonido. El sonido nos rodea por todas partes: el viento, un perro que ladra, las voces de la gente en la calle y el canto de los pájaros. Un mundo sin sonido no sería placentero. Pero, ¿de dónde proviene el sonido? Cuando algo vibra, vibra el aire a su alrededor. Cuando el objeto que vibra se mueve en una dirección, empuja al aire haciendo que éste se comprima. Luego, cuando el objeto se mueve de regreso, el aire se precipita para llenar el espacio, expandiéndose. El aire comprimido y expandido que está cerca del objeto hace que también el aire se comprima y se expanda a distancia. Esto significa que la vibración se propaga a través del aire como las olas que produce una piedra arrojada en el agua de una piscina. Las vibraciones se llaman ondas sonoras. El sonido debe tener un medio en que propagarse. No puede viajar en el vacío. La velocidad de su propagación depende de la densidad de la sustancia. Por ejemplo, el sonido se propaga aproximadamente a 335 metros por segundo a través del aire, a unos 1432 metros por segundo a través del agua y aproximadamente a 487 metros por segundo en el acero. Los científicos estudian el sonido y la forma como afecta a la gente. Los hospitales y bibliotecas deben diseñarse de tal modo que puedan tener áreas tranquilas, mientras que los auditorios se construyen para transmitir el sonido al público. El sonido es una rama vii

emocionante e importante de la física y los experimentos incluidos en este libro presentan los conocimientos básicos para comprender cómo funciona el sonido y algunas de las formas en que el hombre lo utiliza. Es necesario realizar todos los experimentos incluidos en este libro tomando siempre precauciones. Sé cuidadoso; algunos experimentos requieren que un adulto te ayude. Si tienes la más pequeña duda respecto a algo, pregunta a tus padres o al maestro para que te ayuden o aconsejen antes de empezar el experimento. Asegúrate de leer la sección de símbolos usados en este libro que aparece enseguida. Estos símbolos te mantendrán alerta acerca de las medidas de seguridad que debes tomar y cuándo debe ayudarte un adulto.

viii

SÍMBOLOS USADOS EN ESTE LIBRO Todos los experimentos incluidos en este libro pueden realizarse con seguridad, pero se recomienda que uno de los padres o profesores supervise a los niños pequeños y los instruya acerca de cualquier riesgo potencial. Los siguientes símbolos se usan en el libro para que usted los use como una guía de lo que pueden hacer los niños solos y lo que no deben hacer sin la supervisión del adulto. No olvide que algunos niños no están suficientemente maduros para realizar ciertos experimentos sin ayuda del adulto y que estos símbolos deben usarse únicamente como guía y no reemplazar el criterio de los padres o maestros. En este experimento se usa fuego; por lo tanto, resulta indispensable la supervisión de un adulto. No debe usar ropa suelta. Atese el cabello en la nuca. Cuando maneje velas, deberá usar guantes protectores: la cera caliente puede producir quemaduras. Nunca se debe dejar una llama sin vigilancia. Apague la llama en la forma adecuada. Hay que proteger las superficies que se encuentran debajo de las velas encendidas. En este experimento se usa estufa, agua hirviendo u otros materiales calientes y se requiere la supervisión del adulto. Hay que mantener a los demás niños pequeños lejos del agua hirviendo y de los quemadores. Deben usarse guantes resistentes al calor. El manejo de objetos calientes y de cera caliente puede causar quemaduras en las manos. Hay que proteger las superficies que quedan debajo de los materiales ix

calientes: no coloque vasijas con agua hirviendo u objetos muy calientes directamente sobre las cubiertas de la mesa o de los aparatos. Hay que usar toallas o almohadillas. Los materiales o herramientas que se usan en este experimento pueden ser peligrosos en manos de niños pequeños. Se recomienda la supervisión del adulto. Es necesario asegurarse de que, después de haber usado las herramientas y materiales, éstos queden fuera del alcance de los niños. En este experimento se usan tijeras. Los niños pequeños deben ser vigilados cuidadosamente y los niños más grandes debidamente informados para que tengan cuidado. En este experimento se utiliza electricidad. Los niños pequeños deben ser supervisados y es necesario advertirles a los niños más grandes cuáles son los riesgos que implica el uso de la electricidad. Deben usarse las gafas de seguridad para protegerse contra fragmentos de vidrio, materiales proyectados y otros riesgos que pudieran dañar los ojos.

x

EXPERIMENTOS DE ACÚSTICA

Materiales mesa hoja de segueta regla ligas de diferentes grosores caja pequeña de madera o de cartón

Coloca la hoja de segueta aproximadamente en su parte media, sobre el borde de la mesa. Presiona hacia abajo con firmeza y golpea el extremo libre con tu dedo (fig. 1-1). Repite los pasos, deslizando poco a poco hacia afuera del borde de la mesa la hoja de la segueta. Haz el mismo experimento con la regla, y compara los diferentes sonidos (fig. 1-2). Ahora estira y coloca ligas de diferentes tamaños alrededor de la caja. Da pequeños tirones con tu dedo a cada una (fig. 1-3). Haz que algunas queden más estiradas y nota el cambio de sonido. Los sonidos producidos por la hoja de la segueta y las ligas fueron causados por vibraciones. La rapidez con la que algo vibra determina el tono del sonido. Esto se llama frecuencia. O sea, el número de veces que un objeto, o las ondas sonoras que éste produce, vibran en un segundo. Cuando la frecuencia es mayor, el sonido es más agudo.

Descubre qué es el sonido

Fig. 1-1. Coloca la hoja de la segueta sobre el borde de la mesa.

Fig. 1-2. Cuando la regla vibra, produce sonido.

Fig. 1-3. La vibración de las ligas produce sonido.

3

Materiales reloj con segundero tormenta eléctrica

Observa el destello luminoso. Cuando veas el destello, empieza a contar los segundos hasta que escuches el trueno. El tiempo que tarda el sonido del relámpago en llegar hacia nosotros nos dice qué tan lejos estamos del rayo. Esto se debe a que el sonido se propaga a través del aire aproximadamente a 335 metros por segundo. Multiplica esta velocidad por el número de segundos. Si el trueno tarda cinco segundos en llegar hacia nosotros, la distancia será de 1675 metros aproximadamente, o un poco más de un kilómetro y medio (fig. 2-1). Si no tienes un reloj a la mano, simplemente cuenta "primero, se-gun-do, ter-ce-ro, etc." para representar cada segundo.

4

Mide a qué distancia cae un rayo

Fig. 2-1. El sonido se propaga aproximadamente a 340 metros por segundo en el aire.

Materiales cereal seco, por ejemplo, arroz inflado (unos 10 granos hilo para coser gancho para colgar ropa liga estirada y atada a los extremos de una vara curva tijeras

Corta varios tramos de hilo, uno para cada grano de cereal (fig. 3-1). Ata uno de los extremos de un tramo de hilo alrededor de un grano de cereal y el otro, a la parte inferior del gancho para colgar ropa. Repite los pasos hasta que hayas colgado 10 granos a igual distancia a lo largo del gancho (fig. 3-2). Cuelga el gancho en la perilla de una puerta abierta o en el respaldo de una silla. Mantenía liga cerca del centro, pero sin tocar los granos de cereal suspendidos. Pulsa la liga. Los granos se moverán hacia atrás y hacia adelante (fig. 3-3). Los granos más cercanos a la liga se moverán más, pero ninguno se moverá demasiado. La vibración de la liga hizo que el aire alrededor de ella se moviera. Este aire golpeó el aire próximo al grano y causó su movimiento. Esta acción continuó hacia afuera, como ondas, hasta que éstas se debilitaron y desaparecieron.

Obtén ondas sonoras con una liga elástica

Fig. 3-1. Ata el hilo al arroz inflado.

Fig. 3-2. Cuelga el arroz de un gancho para colgar ropa.

Fig. 3-3. Pulsa ojala la liga y observa el arroz inflado.

5

cuerda pequeña de 6 metros aproximadamente

Cómo se reflejan las ondas sonoras

árbol

Ata un extremo de la cuerda alrededor del árbol, aproximadamente a la altura de tu cintura (fig. 4-1). Estira la cuerda, pero déjala un poco floja. Toma el extremo libre de la cuerda con la mano y sacúdela hacia abajo bruscamente. Se formará una joroba en la cuerda que rápidamente se irá alejando de ti (fig. 4-2). La joroba correrá a lo largo de la cuerda hasta que llegue al árbol. Ahí, el nudo evitará que se forme la joroba, será lanzada hacia abajo. En este momento, la joroba está dirigida hacia abajo en forma de columpio, y de ahí corre rápidamente de regreso por la cuerda hasta tu mano (fig. 43). La joroba que has hecho viajar a lo largo de la cuerda se regresó cuando golpeó el nudo en el árbol. Lo mismo ocurre cuando las ondas de agua de un estanque topan con las orillas y cuando las ondas sonoras topan con el muro de un edificio o las paredes de un teatro.

Fig. 4-1. Ata la cuerda al árbol.

Fig. 4-2. Sacude la cuerda hacia abajo para enviar una onda hacia el árbol.

Fig. 4-3. Observa el regreso de la onda.

6

Materiales molde grande para hornear gotero agua

Coloca el molde en una superficie nivelada y llénalo de agua hasta un centímetro y medio de altura (fig. 5-1). Deja el agua reposar hasta que la superficie quede tranquila y plana. Ahora, usando el gotero, echa una sola gota de agua en el molde cerca de una orilla (fig. 5-2). Nota cómo se difunden pequeñas ondas en todas direcciones. Cuando estas ondas tocan las orillas del molde, reflejan en una nueva dirección. Esto pasa una y otra vez hasta que las ondas desaparecen. Ahora deja caer una gota de agua cerca de una de las esquinas. Nota que el patrón del movimiento de las ondas es el mismo, excepto que se propagan con un ángulo diferente y se reflejan en distintos ángulos desde las orillas (fig. 5-3).

Patrón del movimiento de las ondas sonoras en una habitación

Fig. 5-1. Vacía el agua en el molde.

Fig. 5-2. Deja caer una gota en el centro y observa el patrón de ¡as ondas.

7

Si pudieras observar las ondas sonoras y mirar hacia abajo desde lo alto de una habitación que tuviera la forma del molde para hornear, podrías ver que las ondas de sonido se comportan como las ondas pequeñas en el agua. El lugar donde la gota golpea el agua se puede comparar con el sitio donde alguien estuvo hablando. Fig. 5-3. Deja caer una gota en una esquina y compara los patrones de movimiento de las ondas.

8

Materiales dos personas dos tubos de cartón como los de las toallas de papel un reloj en que se oiga el tic-tac mesa

Sostén el reloj cerca del extremo de uno de los tubos (fig. 6-1). Coloca el tubo en cierto ángulo con el extremo abierto cerca de la superficie de la mesa. Pide a alguien que sostenga el otro tubo en un ángulo opuesto y que escuche por la parte final del tubo que sostiene (fig. 6-2). Pueden tapar su otro oído con un dedo para reducir los sonidos del exterior, de tal modo que se pueda escuchar el sonido que emite el reloj a través del tubo. Cuando las posiciones de los tubos son justamente correctas, el sonido puede escucharse al salir del extremo del segundo tubo. Las ondas sonoras se propagan hacia abajo del primer tubo y se reflejan en la superficie de la mesa hacia el segundo tubo. Entonces estas ondas se propagan por el segundo tubo y se escuchan por el extremo abierto. Las ondas sonoras se reflejan de la misma manera como lo hacen los rayos de luz en un espejo.

El reflejo de las ondas sonoras

Fig. 6-1. Coloca el reloj en uno de los extremos del tubo.

Fig. 6-2. El sonido del reloj se refleja en la superficie de la mesa.

9

Materiales bocina de un radio o un estéreo música que salga de la bocina hoja de papel cinta transparente para pegar

Coloca el control del nivel de sonido del radio o el estéreo en el volumen más bajo y pega el papel, con la cinta transparente, al frente de la bocina (fig. 7-1). Nota cómo vibra el papel. Aumenta poco a poco el nivel del sonido y observa la vibración del papel (fig. 72). Coloca tu mano sobre el papel y siente las vibraciones. Estas vibraciones son ondas de aire que producen ondas de sonido. Los alambres conectados a la bocina están transportando señales eléctricas que varían con los sonidos de la música. Las señales eléctricas hacen que vibre la bobina que está dentro de un imán en la parte trasera del cono de la bocina. Estas vibraciones del cono producen ondas de aire (fig. 7-3). Cuando las ondas llegan a tu oído, se detectan por nervios muy delicados conectados al tímpano y se convierten en sonido.

La vibración de las bocinas

Fig. 7-1. Pega el papel al frente de la bocina.

Fig. 7-2. Aumenta el volumen y observa cómo vibra el papel.

10

Fig. 7-3. Las señales eléctricas hacen que vibre el cono, y que se produzca el sonido.

11

Materiales una vela una caja cilíndrica vacía (caja de sal o de avena con tapa) tijeras cinta transparente para pegar

Quita la canaleta de metal de la caja de sal (fig. 8-1). Si vas a usar una caja de avena, haz un agujero en el centro de la base, más o menos del tamaño de una moneda, y asegura la tapa con la cinta para pegar. Un adulto debe colocar una vela encendida sobre la mesa y acercar la caja a la flama. Se debe colocar la tapa con el agujero hacia la vela. Golpea el otro lado de la caja con tus dedos (fig. 82). Puedes intentar ajustar tu puntería dos o tres veces; notarás que podrás apagar la flama desde una distancia de más de medio metro (fig. 8-3). El golpe en la base de la caja envía una onda de choque que sale por el agujero. Esta onda fue suficientemente fuerte para apagar la vela, pero su frecuencia fue demasiado baja para escucharse como sonido. El oído humano puede detectar vibraciones de sonido aproximadamente de 20 a 20 000 por segundo. 12

Cómo hacer una onda de choque con aire

Fig. 8-1. Quita la canaleta de la caja de sal vacía.

Fig. 8-2. Golpea la base de la caja.

Fig. 8-3. La flama puede apagarse desde una distancia de más de medio metro.

Materiales reloj que permita oír el tictac o reloj automático de cocina mesa

Coloca el reloj sobre la mesa y mantenlo alejado a una distancia de un metro y veinte centímetros, aproximadamente (fig. 9-1). Ponte de frente al reloj y escucha el ruido que hace al funcionar (fig. 9-2). Tapa uno de tus oídos con un dedo y escucha el sonido (fig. 9-3). Ahora, sin quitarle la atención al sonido, gira lentamente hacia un lado de modo que tu oído descubierto quede del lado contrario del reloj, tal como se muestra en la Fig. 9-4. Escucharás el sonido del reloj muy débil o tal vez ni lo escuches. Esto se debe a que el sonido del reloj es agudo. Los sonidos agudos están formados en su mayoría por ondas cortas y éstas no se desvían mucho. Cuando estabas frente al reloj, las ondas cortas del sonido penetraron en tu oído, pero cuando giraste hacia un lado, con tu oído tapado frente al reloj; tu cabeza bloqueó las ondas de sonido, o produjo una sombra donde la mayoría de las ondas cortas no puede viajar. Los sonidos

Sonidos agudos y sombras sonoras

Fig. 9-1. Coloca sobre la mesa un reloj que haga ruido al funcionar.

Fig. 9-2. Permanece alejado de la mesa a un metro y veinte centímetros aproximadamente.

13

graves tienen ondas más grandes que pueden desviarse fácilmente. Cuando escuchas una marcha militar, puedes oír la música desde la vuelta de la esquina. Sin embargo, la mayoría de los sonidos que escuchas provienen de instrumentos graves, como por ejemplo los tambores y los trombones. Las ondas más largas dan la vuelta a las esquinas. Los instrumentos agudos, como la flauta, no se escucharán hasta que los puedas ver, debido a que producen ondas más cortas que no dan la vuelta con facilidad.

Fig. 9-3. Tapa uno de tus oídos con un dedo.

Fig. 9-4. Se produce una sombra para el sonido debido a que las ondas de sonido agudo no dan ¡a vuelta fácilmente.

14

Materiales pieza de madera delgada (aproximadamente de 30 centímetros de longitud) una madera redondeada pequeña (para hacer un mango) cordón o hilo grueso (aproximadamente de un metro y medio de longitud) martillo y un clavo grande

Usando el martillo y el clavo, haz un agujero en un extremo de la pieza de madera (fig. 10-1). Introduce una de las puntas del cordón en el agujero y átala firmemente. Amarra su otra punta a la madera redondeada (fig. 10-2). Ahora, debes salir a un área despejada y, sosteniendo la madera redondeada, hazla girar por encima de tu cabeza (fig. 10-3). Esto producirá un extraño zumbido.

La tablita zumbadora

Fig. 10-1. Haz un agujero en un extremo de ¡a pieza de madera.

Fig. 10-2. Ata el cordón al mango.

15

La pieza de madera gira mientras da vueltas. Esto hace que se desplace a una velocidad irregular y que mueva diferentes volúmenes de aire a diversas frecuencias. Este patrón irregular de vibraciones produce ruidos parecidos a los de las sirenas, mientras que una frecuencia regular de vibraciones puede ser musical.

Fig. 10-3. La madera al girar produce un zumbido.

16

Materiales un ferrocarril, camión de bomberos o ambulancia que se aproxime

Escucha el sonido del ferrocarril o de un vehículo para urgencias (fig. 11-1). Cuando va pasando, nota la diferencia en el tono del sonido. Luego, permanece escuchando mientras el vehículo se aleja. Parecerá que cambia el tono (fig. 11-2). Este cambio aparente en el tono se conoce como el efecto Doppler, en honor del físico alemán Christian Doppler, quien describió este fenómeno en 1842. El tono o frecuencia del silbato del ferrocarril parece sonar más agudo cuando el tren se acerca, y luego se vuelve más bajo cuando éste se aleja. Esto se debe a que mientras el ferrocarril se aproxima, las ondas sonoras empujan más cerca unas de otras, o sea, se comprimen. Mayor número de ondas sonoras golpean tu oído cada segundo. La frecuencia es más alta, por lo tanto el tono parece más alto. Cuando el ferrocarril pasa frente a nosotros y empieza a alejarse, las ondas sonoras se separan unas de otras, o sea se extienden. Menos ondas sonoras golpean tu oído cada segundo. La frecuencia es más baja y el tono sonará más bajo.

Qué es el efecto Doppler En realidad, el silbido tiene sólo un tono. El efecto Doppler es el cambio aparente en la frecuencia de las ondas de sonido, de luz o de radio debido al movimiento.

Fig. 11-1. Escucha el sonido de un objeto en movimiento.

Fig. 11-2. Mientras el objeto pasa, el sonido variará de un tono alto a un tono bajo.

17

Materiales caracol de mar florero o recipiente curvo vaso delgado y alto tubo de cartón

Coloca los diferentes objetos cerca de tu oído y escucha los sonidos que te llegan de cada uno de ellos (fíg. 12-1). El sonido se produce por vibración. El material del que está hecho un objeto determina su tipo de sonido; su forma y su tamaño también afectan el tipo de sonido. Las paredes de un caracol vibran debido a las partículas de aire que golpean la parte exterior de la concha. Esto hace que el aire que se encuentra adentro vibre. La forma espiral hace que reboten las vibraciones de una superficie a la otra y que se amplifiquen gracias a la concha. El sonido que hace la concha, parecido al del mar, se produce cuando las ondas de sonido se amplifican y se reflejan desde las superficies curvas.

18

Por qué producen sonidos raros los caracoles de mar

Fig. 12-1. Compara los sonidos de objetos con distintas formas.

Materiales un peine seco y limpio una pieza de papel encerado

Dobla el papel encerado a la mitad y coloca el peine dentro (fig. 131). Sostén el peine por los extremos, presionando el papel contra los dientes del peine (fig. 13-2). Presiona ligeramente tus labios contra el papel y tararea (fig. 13-3). Escucharás un sonido extraño. Canta una canción y verás que puedes tocar una tonada. El murmullo hace que el papel vibre. Esto provoca que el papel vibre contra los dientes del peine y produzca un zumbido.

Cómo hacer un peine musical

Fig. 13-1. Dobla un pedazo de papel encerado.

Fig. 13-2. Coloca el peine dentro del papel encerado.

Fig. 13-3. Coloca tus labios contra el papel encerado y tararea una tonada.

19

Un globo ruidoso Materiales un globo

Infla con aire un globo. Sosténlo bajo tu brazo y contra tu cuerpo con la abertura del globo apuntando al frente (fig. 14-1). Con los dedos haz más estrecha la abertura del globo mientras dejas salir el aire (fig. 142). Puedes aumentar la presión oprimiendo con tu brazo el globo contra tu cuerpo. Cambiando la presión y el tamaño de la abertura, se puede producir una gran variedad de sonidos extraños. Cuando el aire tiene que salir por la abertura estrechada por los dedos, el hule vibra y provoca que el aire salga en una serie de ondas. Normalmente, las ondas salen irregularmente y esto produce ruido. Pero si haces que las ondas salgan en series regulares, podrás producir sonidos musicales.

Fig. 14-1. Infla el globo con aire y manténlo bajo tu brazo.

Fig. 14-2. Al estrechar la abertura, cambiará el sonido.

20

Materiales una pajilla (popote) larga para sorber tijeras tira de cartón delgado

Aplana un extremo del popote con tus dedos (fig. 15-1). Corta la tira de cartón de unos tres y medio centímetros de largo y que sea lo suficientemente ancha como para que se pueda meter en la parte plana del popote. Empuja esta tira dentro del popote (fig. 152). Como a la mitad de la longitud entre esta pieza y el extremo abierto del popote haz dos pequeños agujeros, usando las tijeras, separados entre sí a unos dos y medio centímetros, en la parte superior del popote. Manten el extremo aplanado entre el pulgar y otro dedo de la mano y cubre los agujeros con dos dedos de la otra mano (fig. 15-3). Sopla en el extremo aplanado haciendo un poco de presión entre tu pulgar y el otro dedo (fig. 15-4). Con un poco de práctica, podrás producir notas musicales.

Música con popote (pajilla)

Fig. 15-1. Aplana uno de los extremos del popote.

Fig. 15-2. Inserta la tira de cartón delgado.

Fig. 15-3. Haz dos agujeros en el popote.

21

La tira de cartón delgado vibra y produce el sonido. El tono depende de la cantidad de aire que sale del extremo del popote; esta cantidad puede cambiarse abriendo y cerrando los agujeros.

Fig. 15-4. El tono puede cambiar abriendo y cenando los agujeros.

22

Materiales una pajilla (popote) para sorber tijeras

Aplana dos y medio centímetros de un extremo del popote (fig. 16-1). Si el popote es de plástico, tendrás que retorcer y presionar los lados para lograr que el extremo se aplane. Luego, corta ambas esquinas del popote de modo que el extremo aplanado tenga tres lados iguales (fig. 16-2). Coloca este extremo entre tus labios y sopla (fig. 16-3). Quizá hará falta un poco de práctica para colocar correctamente el popote entre tus labios, pero pronto podrás hacer un sonido musical. Sentirás comezón en tus labios. Escucha el tono de la nota. Ahora, corta con las tijeras unos cinco centímetros del otro extremo del popote mientras sigues soplando (fig. 16-4), y de pronto el tono será más alto. Cuando soplas a través de una pajilla regular, el aire sale suavemente y no se oye sonido alguno. Por el extremo aplanado y las esquinas recortadas, la pajilla vibra. Esto es lo que produce la comezón o cosquilleo en tus labios.

Haz un silbato con un popote (pajilla)

Fig. 16-1. Aplana uno de los extremos del popote.

Fig. 16-2. Recorta las esquinas.

Fig. 16-3. Coloca el extremo aplanado entre tus labios y sopla.

23

Al vibrar, el popote hace vibrar también el aire que está adentro y se produce el sonido. Cuando cortaste el extremo, la columna de aire que estaba adentro se volvió más corta, aumentando la velocidad de las vibraciones. Esto hizo que el tono fuera más alto.

Fig. 16-4. Corta un poco el otro extremo del popote y nota el cambio de tono.

24

Materiales pajilla (popote) larga para sorber cuchillo filoso

Con mucho cuidado haz un pequeño corte a la mitad del popote con el cuchillo filoso. Nunca cortes con el cuchillo apuntando hacia ti. No cortes todo el popote. Dóblalo en el corte y aplana uno de los extremos (fig. 17-1). Ahora, sopla por el extremo aplanado y coloca tu dedo en el otro extremo del popote (fig. 17-2). Ajusta el ángulo del doblez hasta que puedas oír un tono. El doblez puede apuntar casi hacia abajo. Cuando escuches el tono, quita tu dedo del extremo del popote. El tono cambiará a la nota más alta (fig. 173). Cuando se produjo el primer sonido, éste se debió a las vibraciones del aire que se encontraba en una parte del popote. Cuando quitaste tu dedo, se abrió la otra parte del popote y las vibraciones de esta parte se sumaron a las primeras vibraciones. Esa fue la causa del tono más alto.

Cómo cambiar de tonos con un popote (pajilla)

Fig. 17-1. Haz un corte en el popote. Juego apiana un extremo y dóblalo.

Fig. 17-2. Cambia el ángulo del popote hasta que escuches un tono.

Fig. 17-3. Quita tu dedo y el tono cambiará.

25

Materiales 8 vasos altos de cristal jarra con agua lápiz

Acomoda los vasos en una hilera y llena el primero con agua casi hasta el borde (fig. 18-1). Golpea este vaso con el lápiz y escucha el sonido. Ahora, llena el segundo vaso, pero no tanto como el primero. Golpéalo con el lápiz y compara su sonido con el del primer vaso (fig. 18-2). Este producirá un sonido más agudo. Aumenta o disminuye el nivel del agua del segundo vaso para producir la siguiente nota más alta que la del primer vaso. Tal vez encuentres que el nivel del agua es solamente medio centímetro más bajo que el del primer vaso. Repite los pasos con los vasos que quedan, de modo que cada uno de ellos tenga un poco menos de agua (fig. 18-3). Necesitarás experimentar un poco para encontrar los niveles de agua adecuados, pero cuando al fin los tengas entonados, podrás producir sonidos musicales. El golpe con el lápiz provoca que el vidrio vibre y produzca el sonido. El agua disminuye o retarda estas vibraciones. De este modo, a menor cantidad de agua en el vaso más rá26

El agua y el tono de los vasos de cristal

Fig. 18-1. Llena el prímer vaso casi hasta el borde.

Fig. 18-2. Golpea los vasos con el lápiz.

pido vibra el vaso y más alto es el sonido. Esto puede demostrarse sencillamente frotando la uña de un dedo contra la cubierta de un libro. Escucha el sonido que eso produce. Hazlo de nuevo, sólo que un poco más rápido. El sonido es más alto. Cuando aumenta la velocidad, las vibraciones son más rápidas y el tono se vuelve más alto.

Fig. 18-3. El vaso que contiene menos agua produce el sonido más alto.

27

Materiales 4 botellas vacías del mismo tamaño lápiz agua

Vierte una pequeña cantidad de agua en una de las botellas. En la segunda, vierte un poco más de agua que en la primera (fíg. 19-1). En la tercer botella, vierte un poco más que en la segunda; deberás llenar casi por completo la cuarta botella. Ahora, sopla por encima de la boca de la primera botella (fig. 19-2). Dirige la corriente de aire de tal modo que ésta golpee justamente dentro del borde al otro lado de la boca de la botella. Escucha el sonido. Haz lo mismo con la segunda, la tercera y la cuarta botella. Nota cómo el tono se vuelve más alto (fig. 19-3). Ahora, golpea la primer botella con el lápiz (fig. 19-4). Escucha el sonido. Golpea la segunda, la tercera y la cuarta botella. Esta vez el tono se irá volviendo más bajo. Cuando soplas a través de la boca de la botella, una onda de aire comprimido baja por dentro de la botella, golpea la base y se refleja hacia la abertura. Cuando sale de la boca de la botella, el aire comprimido se expande, enviando otra onda hacia abajo, al fondo de la botella. Las ondas comprimidas y expandidas se 28

Botellas musicales

Fig. 19-1. Llena ¡as botellas con diferentes cantidades de agua.

Fig. 19-2. Sopla a través de ¡a boca de cada botella.

propagan hacia arriba y hacia abajo por dentro de la botella, encimándose una en otra. Cuando estas ondas llegan a la abertura de la botella, hacen que la corriente de aire que sale de tus labios vaya hacia adelante y hacia atrás de la boca de la botella. La corriente de aire está vibrando. Cuando la corriente que vibra golpea el aire que lo rodea, se produce el sonido. La botella con menor cantidad de agua producirá el sonido más bajo debido a que las ondas se propagan más lejos dentro de la botella. Cuando hay más agua en la botella, la distancia es más corta. Así, las ondas regresan muy rápidamente y la corriente de aire vibra también más rápido, así se produce un sonido más alto. Cuando golpeaste las botellas con el lápiz, el sonido producido se debió a las vibraciones del vidrio. El agua retarda o disminuye las vibraciones. Por lo tanto, mientras más agua haya en la botella, el vidrio vibrará más lentamente y el sonido será más bajo.

Fig. 19-3. La botella que contiene menos agua produce el sonido más bajo.

Fig. 19-4. Cuando las botellas se golpean con un lápiz, ¡a botella que tiene menos agua da el tono más alto.

29

Materiales copa de vidrio delgado vinagre agua

Vierte un poco de agua en la copa y añádele unas gotas de vinagre (fig. 20-1). Enseguida, moja uno de tus dedos en el agua y, lentamente, frota el derredor del borde de la copa. Haz un movimiento suave y uniforme. Tal vez tengas que mojar varias veces tu dedo en el agua, pero después de dos o tres intentos, podrás producir sonidos musicales. El vinagre se usa para quitar la grasa de tu dedo y del borde de la copa. El dedo al moverse produce vibraciones en la copa, como el arco en las cuerdas de un violín. Si usas copas de diferentes tamaños y distintas cantidades de agua podrás cambiar el tono del sonido.

La copa musical

Fig. 20-1. Vacía una pequeña cantidad de agua en la copa y añádele un poco de vinagre.

Fig. 20-2. Moja la yema de tu dedo.

Fig. 20-3. Frota con tu dedo el borde de la copa.

30

Materiales lápiz trozo de hilo (como de un metro de longitud) vaso o tubo de cartón

Ata firmemente uno de los extremos del hilo alrededor de la parte media del vaso o del tubo (fig. 21-1). Ata el otro extremo del hilo formando un pequeño círculo y mete el lápiz a través de este círculo (fig. 21-2). Sostén el vaso horizontalmente y pegado a tu oreja, con el lápiz colgando de él; estira el hilo hasta que quede tenso. Ahora, muy lentamente, gira el lápiz (fig. 21-3). Escucharás un extraño ruido proveniente del vaso. El lápiz que cuelga del hilo dentro de la lazada hace que el hilo vibre irregularmente. El vidrio entonces vibra irregularmente y hace que el aire de los alrededores vibre también. El aire que vibra transmite el sonido a tu oído.

Vibraciones irregulares

Fig. 21-1. Ata el hilo alrededor del vaso.

Fig. 21-2. Coloca el lápiz dentro déla lazada.

Fig. 21-3. Estira el hilo y haz girar el lápiz.

31

Materiales mesa de madera cubeta de metal peine agua

Oprime tu oreja contra la superficie de un extremo de la mesa y pide a otra persona que golpee el otro extremo de la mesa con la punta de un lápiz (fig. 22-1). Escucharás el sonido claramente. Ahora, llena con agua tres cuartas partes de la cubeta y coloca tu oreja sobre uno de los lados de la cubeta (fig. 22-2). Mete el peine hasta la mitad del volumen del agua y frota con tu dedo los dientes del peine (fig. 22-3). Nuevamente, el sonido es transportado con facilidad hasta tu oído. Normalmente, escuchamos sonidos que nos llegan a través de vibraciones del aire; también el sonido puede transmitirse muy bien a través de la madera, del agua e incluso de nuestros dientes y de los huesos de nuestra cabeza.

Cómo se transmite el sonido a través de agua y madera

Fig. 22-1. El golpeteo del lápiz se escucha fácilmente.

Fig. 22-2. Llena con agua ¡a cubeta.

Fig. 22-3. Frota el peine con tu uña y escucha a un lado de la cubeta.

32

Materiales lápiz trozo de hilo (aproximadamente de dos metros de longitud)

Haz una pequeña lazada en uno de los extremos del hilo y ata firmemente el otro extremo alrededor de la mitad del lápiz (fíg. 23-1). Sostén el lápiz horizontalmente entre tus dientes y coloca un dedo en la lazada del hilo. Estira el hilo hacia afuera hasta tensarlo y dale un pequeño jalón con uno de tus dedos (fig. 23-2). Escucharás una nota musical. El tono de esta nota puede cambiarse si incrementas o disminuyes la tensión del hilo. El jalón que le das transmite el sonido a tus dientes. Los dientes están unidos con los huesos de nuestra cabeza y esto les proporciona un camino sencillo para llevar el sonido a los nervios de tu oído.

Vibraciones del sonido a través de nuestros dientes

Fig. 23-1. Ata el hilo alrededor del lápiz.

Fig. 23-2. Las vibraciones del sonido se transmiten a través de tus dientes hasta tu oído.

33

Materiales peine puerta o mesa de madera

Sostén un extremo del peine en una mano y suavemente recorre con tu uña los dientes del peine (fig. 241). Nota que apenas puedes escuchar el sonido. Ahora, apoya con firmeza el extremo libre del peine contra la mitad de la puerta e inténtalo de nuevo (fig. 24-2). Esta vez el sonido es mucho más fuerte. Cuando frotaste los dientes por vez primera, sus vibraciones viajaron a tu oído a través del aire que te rodeaba, pero cuando el peine se apoyó contra la puerta, las vibraciones también fueron hacia la madera. Esto hizo vibrar un mayor volumen de aire, lo que causó que el sonido fuera mucho más fuerte. En muchos hogares, las puertas interiores son huecas y esto ayuda a amplificar el sonido.

El peine vibrador

Fig. 24-1. Frota los dientes del peine en el aire.

Fig. 24-2. Frota los dientes del peine apoyándolo en la puerta.

34

Materiales una lata vacía dos clavos un martillo una liga pequeña

Asegúrate de que la lata esté vacía y seca, luego coloca su base hacia arriba y con cuidado introduce los clavos a cada lado de la base (fíg. 25-1). Estira la liga entre los dos clavos y dale un suave tirón con tus dedos (fíg. 25-2). Escucha el sonido que proviene de la lata. Quita la liga, haz un nudo en uno de sus extremos y estírala de nuevo; colócala entre los clavos (fíg. 25-3). Otra vez da un suave tirón a la liga y escucha el sonido. El tono será más alto (fíg. 254). Quita la liga, haz otro nudo e inténtalo de nuevo. Cada vez, el tono se volverá más alto. La liga vibra debido al tirón y esto forma ondas sonoras. Cuando la liga se estiró con mayor tensión, vibró más rápido. Si la vibración es más rápida, el tono es más alto.

El tono musical de una liga

Fig. 25-1. Introduce los clavos como a la mitad de la base de la lata.

Fig. 25-2. Da un suave tirón a la liga.

Fig. 25-3. Acorta la liga.

3 5

Fig. 25-4. Da un tirón a la liga. El tono es más alto.

Materiales escoba con mango de madera cuerda o cordel (de 1.5 metros de longitud, aproximadamente) caja de cartón o de madera tijeras o cuchillo cortante lápiz o vara

Recorta las tapas de la base de la caja de cartón (fíg. 26-1). Haz un agujero pequeño más cerca de uno de los extremos de la caja e introduce el extremo del cordel a través del agujero. Amarra un lápiz o una vara pequeña dentro de la caja para mantener el cordel fijo cuando se jale a través de la caja de cartón (fíg. 26-2). Coloca la caja sobre el piso con el lado abierto hacia abajo. Ahora, sostén la escoba hacia arriba con un extremo del palo apoyado en la caja. Estira la cuerda hacia el otro extremo del palo de la escoba y amárralo firmemente (fig. 26-3). Empuja hacia atrás la escoba con una mano y da tirones al cordel con la otra, como se muestra en la Fig. 26-4.

Cómo hacer un contrabajo de una cuerda (Instrumento de cuerda)

Fig. 26-1. Recorta con cuidado las tapas de la caja.

Fig. 26-2. Ata el lápiz al cordel

36

El tono del sonido puede cambiarse, según la fuerza con que empujes la escoba. La vibración del cordel provoca que la caja haga vibrar un gran volumen de aire. Mientras más se tense el cordel, más rápido vibrará y más agudo será el tono.

Fig. 26-3. Ata el cordel a la escoba.

Fig. 26-4. Mantén el cordel estirado con la escoba y da tirones al cordel.

37

Materiales molde para hornear cordón (aproximadamente de 60 cm de longitud) dos tenedores

Ata un extremo del cordón al mango de uno de los tenedores (fig. 27-1). Ata el otro extremo del cordón al hoyo del borde del molde para hornear. Voltea el molde sobre la mesa. Haz que el cordón cuelgue a un lado del borde de la mesa de modo que el tenedor quede suspendido (fig. 27-3). Ahora, levanta el tenedor con la cuerda y golpéalo con el otro, como se muestra en la Fig. 27-4. Escucha el sonido. Deja libre el cordón de tal modo que el tenedor cuelgue del molde. Golpea el tenedor de nuevo (fig. 27-5) y nota cómo aumenta el volumen.

Amplificador con un molde para hornear

Fig. 27-1. Ata el cordel al tenedor.

Fig. 27-2. Ata el cordel al molde.

Fig. 27-3. Deja suspendido el tenedor a un lado del borde de la mesa.

38

El primer sonido se debió a las vibraciones causadas sólo por el tenedor. El segundo sonido también se debió a las vibraciones del tenedor, pero la cuerda transmitió las vibraciones al molde. El molde hizo vibrar una mayor cantidad de aire, lo que amplificó el sonido. Fig. 27-4. Levanta el cordel y golpea el tenedor.

Fig. 27-5. Suelta el cordel y vuelve a golpear el tenedor.

39

Materiales copa de vidrio delgado tenedor cuchillo mesa de madera

Coloca la copa cerca del borde de la mesa y acerca tu oreja a unos cuantos centímetros por arriba del lado abierto de la copa (fig. 28-1). Sostén fuertemente el mango del tenedor con una mano y golpea el otro extremo con el mango del cuchillo (fig. 28-2). Tal vez tengas que intentarlo dos o tres veces, pero lograrás que el tenedor suene. Cuando esto ocurra, toca con el mango del tenedor la mesa a unos 50 centímetros de la copa, como se muestra en la Fig. 28-3. De inmediato, el sonido del tenedor que vibra saldrá de la copa. Cuando el tenedor fue golpeado por primera vez, el sonido se escuchaba débilmente. El sonido se transmitió directamente hasta tu oído mediante las vibraciones del aire. Cuando el tenedor tocó la mesa, las vibraciones se propagaron a través de la madera hasta el vidrio y ahí el sonido se amplificó.

Amplificador con una copa

Fig. 28-1. Coloca la copa en la mesa.

Fig. 28-2. Golpea el tenedor para hacerlo sonar.

Fig. 28-3. Toca con el tenedor ¡a mesa y escucha el sonido que sale de la copa.

Materiales fregadero de cocina lavabo de baño pieza de metal regla

Abre las puertas del gabinete que está debajo del fregadero de la cocina, de modo que quede visible la tubería de agua y escucha (fig. 29-1). Si no está circulando agua en la casa, los tubos estarán silenciosos. Ahora ve al baño, abre la llave del agua fría del lavabo y deja que salga un pequeño chorro de agua. Regresa a la cocina y escucha por los tubos que están bajo el fregadero. Ahora podrás escuchar el sonido del agua que circula en el baño. Los tubos de agua son buenos conductores del sonido. Incluso se pueden enviar mensajes de una habitación a otra golpeando los tubos con una pequeña pieza de hierro (fig. 29-2). Escucha el golpeteo colocando una regla entre el tubo y tu oreja (fig. 29-3).

Cómo se transmite el sonido por una tubería de agua

Fig. 29-1. Tubería de agua por debajo del fregadero.

Fig. 29-2. Golpea el tubo de agua con una pieza de metal.

Fig. 29-3. El sonido puede escucharse a través de ¡a regla.

41

Materiales tubo de cartón, como los de las toallas de papel frasco de vidrio alto o jarra agua

Llena con agua el frasco de vidrio hasta las tres cuartas partes de su volumen. Introduce en el agua un extremo del tubo hasta unos 5 centímetros (fig. 30-1). Sostén el frasco con una mano y el tubo con la otra. Sopla o tararea una nota uniforme por el extremo abierto del tubo (fig. 30-2). Al mismo tiempo, sube y baja un poco el frasco y escucha el sonido. En cierto momento, el sonido de repente se volverá más fuerte. Eso sucede cuando la columna de aire que está dentro del tubo tiene el volumen adecuado y está vibrando a la misma frecuencia que el silbido que atraviesa el extremo del tubo. Las vibraciones de la columna de aire refuerzan las vibraciones del sonido haciéndolo más fuerte.

Resonancia y vibraciones simpáticas

Fig. 30-1. Vacía agua en el frasco y luego sumerge el extremo del tubo en el agua.

Fig. 30-2. Sube y baja el frasco mientras murmuras una nota.

42

Materiales dos botellas vacias del mismo tamaño

Coloca la boca de una de las botellas cerca de tu oreja. Pídele a alguien que permanezca cerca de ti y que sople un chorro de aire a través de la boca de la otra botella (fig. 311). Tal vez se requieran varios ensayos para lograr que la persona produzca un sonido fuerte con su botella, y tal vez tú necesites ajustar el ángulo de la botella que estás sosteniendo; pero cuando esto se logra adecuadamente, escucharás en tu botella el mismo sonido que el que proviene de la otra. Cuando la otra persona sopla a través de la boca de una botella, ésta emite un sonido formado por vibraciones que se propagan a través del aire hasta la botella que sostienes contra tu oreja. Las vibraciones hacen que tu botella vibre igual que la otra. Las botellas estuvieron en armonía. Actuaron en resonancia.

Resonancia de una botella

Fig. 31-1. Sopla por una botella y haz que se emita un sonido desde la otra.

43

Materiales dos vasos de vidrio delgados del mismo tamaño cuchara clip para papeles agua

Vierte agua en cada vaso hasta aproximadamente un tercio de su volumen. Trata de que haya la misma cantidad de agua en cada vaso (fig. 32-1). Golpea cada vaso con el mango de la cuchara. Si hay alguna diferencia en las notas, añade un poco más de agua a uno de los vasos hasta que ambos emitan el mismo sonido. Coloca los vasos alejados a 10 centímetros aproximadamente uno de otro. Desdobla el clip y colócalo atravesado sobre uno de los vasos (fig. 32-2). Golpea el otro vaso con la cuchara y observa cuidadosamente el clip. Podrás ver que el clip se mueve un poco (fig. 32-3). Esto sucedió debido a que el vaso tuvo vibraciones simpáticas con el vaso que golpeaste. Los dos vasos están en resonancia. Los niveles de agua se igualaron, lo que provocó que ambos vasos emitieran la misma nota. Esto significa que ambos vibraron a la misma velocidad o frecuencia. Cuando dos objetos vibran a la misma frecuencia y se golpea uno de ellos, el otro vibra a la misma 44

Vibraciones simpáticas

Fig. 32-1. Vierte en dos vasos ¡a misma cantidad de agua.

Fig. 32-2. Desdobla el clip.

velocidad, sólo que más débilmente. Cuando se pulsa una cuerda en un instrumento musical se puede hacer que vibre también una cuerda similar de un instrumento si éste se encuentra cerca.

Fig. 32-3. El clip se moverá ligeramente.

45

frasco de boca ancha caja cilíndrica de avena tubo de cartón (como los de las toallas de papel)

Murmura una nota o tonada y lentamente coloca el lado abierto del frasco frente a tu boca (fig. 33-1). Aleja el frasco y vuelve a acercarlo. Nota el cambio en el sonido. A cierta distancia, el sonido se suaviza. Haz lo mismo con la caja de avena y el tubo de cartón (figs. 33-2 y 33-3). Cada uno producirá un sonido ligeramente diferente. Uno puede amplificar los tonos más bajos mientras que otro amplificará los tonos más altos. El sonido de tu tonada produjo vibraciones de diferentes frecuencias. Cuando éstas se dirigieron hacia el frasco o el tubo, las ondas del sonido se reflejaron. Algunas de las ondas sonoras reflejadas, de más baja frecuencia, se combinaron con las ondas de baja frecuencia originales. Esto amplificó los sonidos de frecuencia más baja haciéndolos más suaves y dulces.

Cómo suavizar el sonido

Fig. 33-1. Murmura una nota y mueve el frasco frente a tu boca. A cierta distancia el sonido se suavizará.

Fig. 33-2. Repite los pasos con una caja redondeada.

Fig. 33-3. Trata de suavizar el sonido con un tubo.

46

Materiales cordón tenedor palillos de dientes o pequeñas piezas de papel retorcido cuchillo

Ata un extremo del cordel alrededor del mango del tenedor (fig. 341). Sostén el otro extremo con la otra mano y golpea los dientes del tenedor con el cuchillo (fig. 34-2). Nota el sonido vibrante. Ahora encaja los palillos de dientes o el papel entre los dientes del tenedor y golpéalo de nuevo (figs. 34-3 y 34-4). Ahora el sonido se ha amortiguado.

Cómo apagar el sonido

Fig. 34-1. Ata el cordón alrededor del tenedor.

Cuando se golpeó primero el tenedor, los dientes estaban libres para vibrar y producir las ondas sonoras. Sin embargo, cuando se encajaron los palillos de dientes entre los dientes del Fig. 34-2. Golpea el tenedor y nota el sonido.

Fig. 34-3. Encaja los palillos de dientes entre los dientes del tenedor.

47

tenedor, las vibraciones se apagaron y no pudieron producir el sonido de campanita.

Fig. 34-4. Golpea el tenedor. El sonido se ha amortiguado.

48

Materiales bicicleta pieza pequeña de cartón rígido pinza de ropa o abrazadera

Tonos de una rueda de bicicleta

Dobla un extremo del cartón alrededor del marco de la bicicleta. Ajústalo de tal modo que su otro extremo apunte hacia la rueda a una distancia adecuada para que toque los rayos. Sujétalo al marco con la pinza para colgar ropa (fig. 35-1). Ahora, acciona la bicicleta. Hará un sonido como si tuviera un motor (fig. 35-2). Cuanto más rápido pedalees, más rápido vibrará el cartón. Cuanto más rápido vibre el cartón, más alto será el tono del sonido. Fig. 35-1. Lisa una pinza para colgar ropa para sujetar el cartón en su lugar.

Fig. 35-2. Los rayos hacen que el cartón vibre.

49

Materiales una hoja larga de pasto o una tira de papel

Sostén un extremo de la hoja de pasto entre el pulgar y el índice de una mano (fig. 36-1). Ahora, deja que el pasto caiga a un lado del pulgar (fig. 36-2). Coloca juntas tus manos con ambos pulgares alineados sosteniendo el pasto. La hoja de pasto debe estirarse en forma plana, dejando una pequeña abertura entre ambos pulgares. Sopla a través de esta abertura (fig. 36-3). Con un poco de práctica, podrás producir un tono musical. Abriendo y cerrando el hueco que queda entre tus manos cambiarás la agudeza del tono (fig. 36-4). Cuando soplas a través de la hoja de pasto, ésta vibra. Su vibración produce el sonido. Cuando abres y cierras tus manos cambian los patrones de las ondas sonoras.

Cómo hacer un silbato con pasto

Fig. 36-1. Sostén la hoja de pasto con una mano.

Fig. 36-2. Coloca la hoja a un lado de tu pulgar.

Fig. 36-3. Coloca tus pulgares juntos y sopla a través de la abertura que queda entre ellos.

Fig. 36-4. La hoja de pasto al vibrar produce un sonido.

50

Materiales molde metálico para hornear unas 8 ligas

Estira y coloca unas 8 ligas alrededor del molde. La separación entre ellas debe ser de aproximadamente dos centímetros y medio (fig. 37-1). Si las ligas quedan más tensas se elevará el tono. Haz un nudo en el extremo de cada liga cuando obtengas el sonido correcto o usa ligas de diferente grueso. Después de que las hayas afinado, pulsa las cuerdas de liga como si fuera un arpa. Producirás sonidos musicales. Las ligas vibran cuando se les pulsa, produciendo los sonidos. Estas vibraciones se amplifican con el molde.

Cómo hacer un arpa con ligas

Fig. 37-1. Coloca las ligas alrededor de un molde metálico para hacer un arpa.

51

Materiales cuchara cordón (de un metro de longitud, aproximadamente)

Haz una pequeña lazada en cada uno de los extremos del cordón (fíg. 381). Amarra la cuchara a la mitad del cordón (fig. 38-2). Coloca un dedo en cada lazada de cordón y mete el dedo en su correspondiente oreja. Inclínate hacia adelante y deja que la cuchara suspendida golpee ligeramente el borde de la mesa o de la silla, como se muestra en la Fig. 38-3. El sonido que se produce parecerá el de una campana de una gran iglesia. Repite estos pasos con un cuchillo o un tenedor para escuchar tonos diferentes. Haz la prueba usando un alambre de cobre en lugar del cordón. El sonido será todavía más potente. Las vibraciones de la cuchara se transmiten por el cordón hasta tus oídos. Ahí, los nervios transmiten las ondas sonoras al cerebro, que las transforma en sonido. Debido a la forma de la cuchara, sus curvas y diferentes grosores producen una variedad de sonidos. Algunos de ellos se producen por armónicos (sonido agudo producido por la resonancia de otro) o. tonos parciales. Estos son

52

Cómo hacer una campana con una cuchara

Fig. 38-1. Forma una lazada en cada extremo del cordón.

Fig. 38-2. Amarra la cuchara a la mitad del cordón.

tonos más altos que se escuchan junto con los tonos básicos. Los armónicos vibran a una frecuencia que es un múltiplo exacto de la frecuencia del tono básico.

Fig. 38-3. Golpea la cuchara para escuchar una campana.

53

Materiales cordón de 1.20 m de longitud cuchillo tenedor cuchara

Forma una pequeña lazada en cada extremo del cordón; luego dobla el cordón a la mitad, colocando las lazadas juntas (fig. 39-1). Esto te indica la mitad exacta del cordón. Amarra a la mitad del cordón el mango del cuchillo. Coloca el cordón al final del mango de modo que la hoja cuelgue (fig. 39-2). Ahora, dobla el cordón y ata el tenedor y la cuchara a cada lado del cuchillo (fig. 39-3). Sepáralos como a ocho centímetros. Coloca un dedo en cada lazada del cordón y mete el extremo de tu dedo en cada oreja. Inclínate un poco hacia adelante, dejando suspendidos el cuchillo, el tenedor y la cuchara en el aire, como se muestra en la Fig. 39-4. Mueve tu cabeza de un lado a otro y escucharás el hermoso sonido de campanitas. Debido a que cada pieza queda libre para vibrar cuando se golpean una con otra, el sonido de campana se prolonga. Las vibraciones se transmiten hacia arriba del cordón hasta tus oídos donde se amplifica el 54

Cómo hacer campanitas con cubiertos

Fig. 39-1. Forma dos lazadas en los extremos del cordón y localiza la mitad de éste.

Fig. 39-2. Amarra el cuchillo a la mitad del cordón.

sonido. Debido a que el cordón es suave, se amortiguan algunos de los sonidos ásperos haciendo las campanitas más dulces. Cada pieza vibra a una frecuencia regular y esto hace que los sonidos sean musicales. Las vibraciones de frecuencias irregulares producen ruido.

Fig. 39-3. Amarra el tenedor y la cuchara a cada lado del cuchillo.

Fig. 39-4. Mueve tu cabeza de un lado a otro para escuchar campanitas.

55

Materiales un trozo de manguera pequeña para jardín (como de 50 centímetros de longitud) un embudo un reloj de cuerda o eléctrico

Coloca la parte pequeña del embudo dentro de uno de los extremos de la manguera (fig. 40-1). Apoya la parte abierta del otro extremo de la manguera contra tu oreja. Pon la boca del embudo contra tu corazón. Tal vez no puedas oír los latidos de tu corazón, pero sí el sonido de un reloj eléctrico o el de un reloj de cuerda, ya que suenan más fuerte. Pon el reloj sobre la mesa, como a 30 centímetros de distancia, y escucha (fig. 40-2). Las vibraciones del pequeño motor eléctrico del reloj hacen que vibre el aire que está dentro del embudo. También vibrará el aire atrapado dentro de la manguera, desde donde se transmite hasta tu oído. Hay suficientes vibraciones, de modo que puedes escuchar pequeños sonidos que no podrías oír al aire libre.

Cómo hacer un estetoscopio

Fig. 40-1. Inserta el embudo en uno de los extremos de Ja manguera.

Fig. 40-2. Podrás escuchar pequeños sonidos que salen de la manguera.

56

Materiales manguera para jardín

Cómo hacer un tubo acústico

Estira la manguera en toda su longitud. Sopla con fuerza a través de uno de sus extremos para asegurarte que no tiene agua. Ahora pide a alguien que hable por uno de los extremos mientras tú escuchas en el otro (fig. 41-1). Tendrán que turnarse para hablar y escuchar, pero podrán oírse el uno al otro con claridad. Incluso podrás seguir escuchando si doblas una esquina (fig. 41-2). Basta con que no se tuerza la manguera. Las ondas sonoras están atrapadas en la manguera. Esto concentra 41-1. Asegúrate que la manguera no las vibraciones de modo que puedes Fig. tenga agua. escuchar fácilmente a la persona que está en el otro extremo. Este fue un método común para enviar órdenes desde el puente de mando de un barco hasta la sala de máquinas. 5 7

Fig. 41-2. Puedes escuchar a alguien que habla por el otro extremo de la manguera.

Materiales tubo de cartón, como los de las toallas de papel hoja de papel tijeras goma para pegar cinta transparente para pegar

Corta el papel en forma de embudo (fíg. 42-1). Haz la abertura en el lado angosto, de un tamaño suficiente para que pueda rodear el tubo de cartón. Usa cinta adhesiva para pegar las orillas del papel y formar el embudo (fíg. 42-2). Mete 5 centímetros, aproximadamente, de un extremo del tubo de cartón dentro del embudo. Pega el embudo al tubo como se ilustra en la Fig. 42-3. Cuando haya secado la goma, pide a alguien que escuche a cierta distancia mientras tú hablas suavemente por el extremo abierto del tubo (fig. 42-4). Apunta el extremo del embudo directamente hacia la persona. Cambien sus lugares para que puedas oír lo bien que se transmite el sonido.

Cómo hacer un megáfono

Fig. 42-1. Corta un embudo de papel.

Fig. 42-2. Usa la cinta para pegar a fin de mantener unido el embudo.

Fig. 42-3. Pega el tubo en su lugar.

58

Al aire libre, las ondas sonoras se propagan en todas direcciones desde la fuente (fig. 42-5). Cuando usas un megáfono, sin embargo, la energía de las ondas sonoras se concentra en una dirección. Esto permite que el sonido se transmita mucho más lejos.

Fig. 42-4. Las ondas sonoras pueden concentrarse en una

Fig. 42-5. Las ondas sonoras se propagan al aire libre.

59

Materiales dos latas (del mismo tamaño) o dos cajas cilíndricas de avena dos botones cordón (aproximadamente de 6 metros de longitud) vela de cera o parafina martillo y clavo

Primero, encera el cordón. Recorre varias veces la vela hacia atrás y hacia adelante sobre el cordón (fig. 43-1). Usando el martillo y el clavo, haz un pequeño agujero en el centro de la base de las dos latas (fig. 43-2). Ahora, introduce uno de los extremos del cordón a través del agujero en una de las latas. Empuja el cordón a través de la base y jálalo hacia afuera por el lado abierto de la tapa (fig. 43-3). Ensarta el cordón en el botón y átalo con un nudo (fig. 43-4). Esto se hace para evitar que el cordón se salga por el agujero. Repite los pasos con la otra lata y el otro extremo del cordón. Pide a alguien que sostenga una de las latas mientras tú estiras el cordón hasta ponerlo tenso, sosteniendo la otra lata (fig. 43-5). Asegúrate que el cordón no toque ningún objeto, excepto las latas. Este experimento funciona mejor al aire libre y lejos de las paredes, pues éstas pueden reflejar el sonido. 60

Cómo hacer un teléfono con una lata

Fig. 43-1. Unta con parafina el cordón.

Fig. 43-2. Haz un agujero en cada lata.

Fig. 43-3. Introduce el cordón dentro del agujero.

Pide a la otra persona que hable por la lata que está sosteniendo mientras tú escuchas en la que sostienes. Pueden turnarse para hablar y escuchar. Cuando hablas por una lata, el aire que está dentro de ella empieza a vibrar. Entonces la lata vibra y el cordón vibra también. El cordón hace que la otra lata vibre yeso permite que la otra persona pueda oír lo que tú dices.

Fig. 43-4. Ata un botón al cordón.

Fig. 43-5. El cordón estirado transmitirá el sonido.

61

Materiales 9 alfileres rectos pieza de madera suave (de 7 x 14 cm y de un espesor de 2.5 cm) lápiz de madera con goma para borrar molde grande para hornear martillo pequeño pinzas (para cortar alambre)

Usando las pinzas, sostén firmemente uno de los alfileres cerca de su punta y presiónalo contra el trozo de madera. Clávalo lo suficiente para que se sostenga con firmeza. Coloca este primer alfiler a la mitad de lo ancho de la tabla y cerca de uno de sus extremos, como se muestra en la Fig. 44-1. El alfiler debe quedar derecho. Presiona el siguiente alfiler como a un centímetro del primero en dirección al centro de la tabla. Clávalo un poco más profundamente. Repite los pasos hasta que hayas clavado ocho alfileres formando una hilera. Cada alfiler deberá quedar un poco más corto que el inmediatamente anterior (fig. 44-2). Tal vez tengas que usar el martillo para clavar algunos de ellos. Es posible que también tengas que cortar uno o dos de los alfileres para hacerlos tan cortos como convenga. Cuando cortes un alfiler, sosténlo con las 62

Cómo hacer un piano con alfileres

Fig. 44-1. Presiona los alfileres en la tabla.

Fig. 44-2. Tal vez tengas que usar un martillo para clavar algunos alfileres.

pinzas dentro de un bote de basura para que el extremo que no uses caiga en el bote y no te arriesgues a un accidente (fig. 44-3). Corta la cabeza del último alfiler y usa las pinzas para presionar el extremo recto del alfiler en la goma de borrar del lápiz (fig. 44-4). Con este último alfiler golpearás los alfileres clavados en la tabla. Golpea el alfiler más alto. Deberá emitir la nota más baja. Continúa así con cada alfiler, golpeándolos o empujándolos un poco hasta que consigas que emitan sonido. Ahora golpea toda la hilera de alfileres y advierte el sonido (fig. 44-5). Se producen sonidos musicales pero de poco volumen. Coloca el molde para hornear boca abajo sobre la mesa y encima de él pon la madera. Ahora inténtalo de nuevo (fig. 44-6). Los sonidos tendrían mucho mayor volumen. Los alfileres más altos hacen los sonidos más bajos debido a que son más largos y vibran a menor velocidad que los alfileres cortos. Las vibraciones se propagan a través de la madera hacia el molde. Elmolde amplifica las vibraciones produciendo mayor volumen del sonido.

Fig. 44-3. Corta cuidadosamente la cabeza de uno de los alfileres dentro de un bote de basura.

Fig. 44-4. Presiona el extremo más grande del alfiler dentro de la goma del lápiz.

Fig. 44-5. Golpea los alfileres para producir sonidos musicales.

Fig. 44-6. El molde amplificará el sonido.

63

Materiales tabla (aproximadamente de 60 cm de longitud) dos lápices hilo resistente (como de un metro de longitud) clavo y martillo un contrapeso (bolsa de canicas o trozos de plomo)

Mete el clavo con el martillo cerca del borde de la tabla co mo se muestra en la Fig. 45-1. Ata un extremo del hilo al clavo. Amarra el otro extremo del hilo a la bolsa que contiene canicas o trozos de plomo. Coloca la tabla sobre una mesa. Pon los lápices en posición horizontal de modo que crucen la tabla y separados entre sí unos 25 centímetros. Haz que el hilo pase sobre ambos lápices y por el borde de la tabla. Deja que el contrapeso cuelgue a un lado del extremo de la tabla (fig. 45-2). El contrapeso mantendrá tenso el hilo. Pulsa el hilo y nota el sonido. Acerca los lápices para que estén más juntos y pulsa nuevamente el hilo (fig. 45-3). La nota será más alta. Tira del hilo suavemente y después con más fuerza. El sonido tendrá mayor volumen pero el tono será el mismo. Cuanto más corto sea el espacio entre los lápices, más alto será el to64

Cómo cambian las notas en una guitarra

no. Esto se debe a que el hilo más corto vibrará más rápido que el más largo. Cuanto más rápida sea la vibración, más alto será el tono. La Fig. 45-4 es una buena ilustración de esto.

Fig. 45-4. Así es como cambian las notas en una guitarra.

Fig. 45-3. El tono puede cambiarse cuando se da un tirón al hilo.

65

Materiales reloj que suene fuerte cinta métrica día en que sople la brisa

Pide a alguien que sostenga el reloj y averigua qué tanto puedes alejarte de él y seguir oyéndolo. Mide la distancia (fig. 46-1). Ahora, ve al exterior y observa en qué dirección está soplando la brisa. Lentamente aléjate de la persona que sostiene el reloj. Muévete en la dirección hacia la que está soplando la brisa. Escucha el reloj y detente cuando casi no puedas oír el sonido. Mide esta distancia (fig. 46-2). Ahora, regresa a donde está el reloj y muévete contra el viento, en la dirección de donde viene la brisa (fig. 46-3). Detente cuando casi no puedas escuchar el reloj. Mide la distancia y compara las dos medidas. Cambia de lugar con la otra persona y observa si ella obtiene resultados similares.

Cómo afecta el aire en movimiento a las ondas sonoras

Fig. 46-1. Mide ¡a distancia a la que puedas seguir oyendo el sonido del reloj todavía.

Fig. 46-2. Mide la distancia a la que puedas escuchar el reloj con la cara de frente a la comente de viento.

66

Las ondas sonoras del reloj se propagaron en el aire, por lo tanto el sonido del reloj pudo escucharse a mayor distancia cuando el sonido se propagó en la misma dirección que el aire.

Fig. 46-3. Mide la distancia con la corriente de aire a tu espalda; luego compara las distancias.

67

Materiales tubo de cartón, como los de las toallas de papel dos cucharas silla

Pide a alguien que se siente en la silla mientras tú permaneces atrás de la persona. Dile que levante su mano izquierda cuando oiga un sonido que venga del lado izquierdo, y que alce la mano derecha cuando el sonido salga del lado derecho, y suba ambas manos cuando el sonido venga directamente de atrás de su cabeza. Empieza la prueba golpeando las cucharas como a 30 centímetros atrás de la persona y a un lado de su cabeza (fig. 47-1). En seguida golpea las cucharas una contra otra en el otro lado de su cabeza, luego directamente atrás de su cabeza (fig. 47-2). Cada vez, la persona deberá levantar la mano correcta y ambas manos cuando el sonido haya provenido directamente de la parte de atrás de su cabeza. Ahora, pídele que sostenga un extremo del tubo contra su oreja mientras el otro extremo queda en 68

Nuestro cerebro puede medir la diferencia de la velocidad del sonido

Fig. 47-1. Golpea las cucharas una contra otra a un lado de su cabeza.

Fig. 47-2. Golpea las cucharas una contra otra dilectamente atrás de su cabeza.

posición horizontal hacia un lado (fig.47-3). Repite los pasos y verás que la persona cree que el sonido viene de atrás de su cabeza cuando en realidad sale de la parte trasera del tubo. Esto se debe a que el cerebro puede medir la diferencia entre el tiempo que le toma a las ondas sonoras llegar a un oído y el tiempo que tardan las ondas en llegar al otro oído. En la primera parte del experimento, el cerebro fue capaz de calcular la distancia entre los dos oídos. En la segunda parte, el cerebro conocía la distancia entre el extremo abierto del tubo y el oído en el lado opuesto de la cabeza. Cambia de lugar con la persona y observa si puedes escuchar los sonidos de la misma manera.

Fig. 47-3. Nota la diferencia cuando se usa el tubo de cartón.

69

Materiales tocadiscos disco viejo (uno que puedas destruir) alfiler recto o aguja hoja de papel lente de aumento cinta transparente para pegar

Sostén el disco bajo una luz y observa la superficie con el lente de aumento. Verás diminutos surcos (fig. 48-1). Originalmente, el disco era liso. Los surcos se le hicieron con una aguja para cortar que vibró con las ondas del sonido que se estaba grabando. Coloca el disco en el tocadiscos y déjalo que empiece a girar. Haz un cono con la hoja de papel usando la cinta adhesiva para mantener su forma (fig. 48-2). Dobla el extremo pequeño del cono e introduce el alfiler a través de esta parte doblada (fig. 48-3). Ahora, coloca con cuidado la punta del alfiler dentro del surco (fig. 48-4). Escucharás el sonido que fue grabado. Tal vez no se oiga con mucha claridad debido a que el alfiler y el cono amplificador no son muy eficientes.

Cómo produce sonidos un disco fonográfico

Fig. 48-1. Examina los surcos de un disco.

Fig. 48-2. Haz un cono de papel

70

El alfiler vibró dentro del surco a la misma velocidad que el sonido que había sido grabado. El cono amplificó el sonido de tal modo que pudiste escucharlo.

Fig. 48-3. Mete un alfiler a través del extremo del cono.

Fig. 48-4. Coloca la punta del alfiler en el surco.

71

Materiales caja de sal vacía, de forma cilíndrica dos hojas de afeitar de un solo filo lápiz con punta en ambos extremos batería de 9 voltios (de un radio de transistores) bocina vieja de teléfono o bocina de un radio tres tramos de alambre de cobre (uno de 1.80 m de longitud aproximadamente y dos de 1 m de longitud) cuchillo filoso

Con todo cuidado, corta la tapa de la caja de sal con el cuchillo filoso (fig. 49-1). Jamás apuntes la navaja o cuchillo hacia ti o contra ti. Luego voltea la caja con el fondo hacia arriba y corta dos ranuras paralelas en la base (fig. 49-2). Haz las ranuras separadas a 4 centímetros aproximadamente y a igual distancia de cada orilla. Ahora, quita aproximadamente 5 centímetros de la cubierta aislante de cada extremo de los tres alambres. Tuerce juntos los alambres desnudos para que no se separen sus extremos (fig. 49-3). Mete la terminal de uno de los alambres más cortos por el agujero de una de las hojas de afeitar (debes tener muchísimo cuidado. Las hojas de 72

Cómo funciona un teléfono

Fig. 49-1. Corta la tapa de Ja caja.

Fig. 49-2. Corta ranuras para las hojas de afeitar.

afeitar son muy cortantes). Dobla el alambre alrededor de la parte gruesa de la hoja de rasurar y enreda la punta del alambre sobre el propio alambre (fig. 49-4). Amárralo en la base del agujero y no en la base de la hoja. Esto permite que la base de la hoja pueda meterse en las ranuras de la caja. En seguida, usando ambas manos y sosteniendo la hoja de afeitar en cada extremo, presiona cuidadosamente la base de la hoja en una de las ranuras (fig. 49-5). No la empujes a mucha profundidad; sólo lo suficiente para que la hoja pueda sostenerse. El alambre se apoyará sobre uno de los lados de la caja. Conecta el otro extremo del alambre a una de las terminales de la batería. Conecta el otro alambre corto a la otra terminal de la batería y a una de las terminales de la bocina. Conecta uno de los extremos del alambre más largo a la otra terminal de la bocina (fig. 49-6). Ahora necesitarás conectar el otro extremo del alambre a la otra hoja de rasurar en la misma forma que conectaste la primera. Inserta la base de esta hoja de rasurar en la ranura descubierta. Coloca el lápiz atravesado en la parte alta de las dos hojas de afeitar. Con esto se logra la conexión eléctrica final. Pon tu oído cerca de la bocina y suavemente toca la caja con tu dedo (fig. 49-7). Escucharás un ruido parecido a la estática de un radio.

Fig, 49-3. Junta las terminales de alambre torciéndolas.

Fig. 49-4. Conecta el alambre a la hoja de afeitar.

Fig. 49-5. Presiona con cuidado la hoja dentro de la ranura.

Fig. 49-6. Conecta los alambres a la bocina.

73

Cuando tocaste la caja con tu dedo, ella vibró. Con esto vibráronlas hojas de afeitar. Cuando los bordes afilados de las hojas de afeitar vibraron, se movieron rápidamente contra el lápiz. Esto hizo que la corriente eléctrica siguiera un patrón, o frecuencia, igual que la de las vibraciones producidas por las hojas de afeitar. Cuando esta corriente pulsante llegó a la bocina, se transmitió a un electroimán conectado al cono de fibra de la bocina. La corriente mueve la bobina del electroimán hacia adentro y hacia afuera y esto provoca que el cono vibre, produciendo el mismo sonido que fue enviado desde la caja.

74

Fig. 49-7. Coloca el lápiz atravesando las hojas de afeitar y golpea la caja.

SUGERENCIAS PARA LA REALIZACIÓN DE LOS EXPERIMENTOS

Tomar parte en un concurso de ciencia puede ser una experiencia emocionante y gratificante. Para aumentar las oportunidades de presentar un proyecto de éxito, debes organizar tu proyecto en varios pasos básicos: 1. Elegir un tema. 2. Proponer una hipótesis. Una hipótesis es simplemente lo que supones que serán los resultados del experimento. 3. Realizar el experimento. 4. Exponer los resultados y conclusiones de tu experimento. Probablemente la parte más difícil al realizar un proyecto de ciencia para concurso es elegir un tema. Emplea el tiempo necesario para decidir el tema y lo que deseas lograr con el experimento. Esto es muy importante, pues si eliges apresuradamente el tema y éste después se vuelve demasiado complicado, o no cuentas con los materiales necesarios, muy rápido perderás interés en el proyecto. También debes elegir un proyecto en el que puedas aplicar tus habilidades y que te interese. Esto ayudará a que te mantengas entusiasmado si se presentan problemas. Además, escoge un proyecto que se pueda hacer con materiales fáciles de obtener. No olvides que una parte importante para realizar proyectos de ciencia para concurso es tu habilidad para usar la imaginación. Es asombroso lo original que resulta un proyecto en el que se usan materiales comunes. Un experimento sencillo, bien demostrado, puede ser mucho más importante que un experimento complicado mal realizado. Una vez que hayas decidido el tema, debes elegir una pregunta específica para darle respuesta o un problema particular que te propongas resolver. No generalices. Por ejemplo, podrías plantear la hipótesis de que las ondas de aire se transmiten más rápido que las ondas sonoras. Usarías el experimento de cómo hacer una onda de choque de aire para demostrar la comparación entre las ondas de aire y las ondas sonoras. O podrías adaptar un recipiente de vidrio con una luz por debajo de él. Le pondrías un poco de agua y luego dejarías caer gota a gota el agua en uno de sus extremos para producir patrones de onda de sombra en el techo. Tal vez quieras investigar cómo se transmite el sonido a través de diferentes materiales, colocando una tabla larga de madera y un recipiente con agua para hacer esa demostración. El experimento donde frotaste tu dedo alrededor del borde de una copa podría ser usado para mostrar cómo las vibraciones producen sonido. Esto podría ampliarse incluyendo el experimento del teléfono transmisor que usa 77

el lápiz con dos puntas y las dos hojas de afeitar. Esta vez, podrías usar una vieja bocina telefónica (fig. 1) y colocar un reloj dentro de la caja. Las personas que acudan al concurso podrían detenerse y escuchar el sonido del reloj. En lugar de un reloj, también podrías usar un pequeño transmisor de radio a muy bajo volumen y producir música en la bocina. Probablemente tendrás que hacer un informe escrito de tu experimento que explique lo que te propusiste probar, o que sencillamente responda la pregunta que deseabas contestar. Incluso podrías añadir diagramas o gráficas de tus datos. Los diagramas y las gráficas pueden ser muy útiles para explicar los experimentos. El informe debe describir tu hipótesis, la forma como realizaste el experimento y tus resultados y conclusiones. Por lo tanto, asegúrate de escribir lo que va ocurriendo mientras llevas a cabo el experimento. Tus observaciones acerca del tiempo, cantidades, distancias, materiales de prueba, etc. son los datos que necesitas para hacer un informe. En cuanto elijas el tema y hayas propuesto una hipótesis, necesitas planear cómo deseas exponer tu experimento. Quizá necesites empezar a almacenar artículos caseros comunes, como por ejemplo tubos de cartón de toallas de papel, latas de café, botellas de plástico o vidrio y los carretes de madera de los hilos. Generalmente, los experimentos se presentan usando tableros que pueden construirse con madera o cartón y que se dividen en tres secciones. Los extremos se doblan ligeramente hacia adelante para que el tablero se pueda apoyar sobre una superficie.

Fig.l. Usa una vieja bocina telefónica.

78

Los tableros contienen información respecto a tu experimento. Por ejemplo, si eliges el experimento del teléfono, la parte izquierda del tablero podría mostrar algunos antecedentes históricos acerca de la comunicación y también tu hipótesis. El centro del tablero puede presentar cómo está construido tu experimento y la parte derecha del tablero podría contener la prueba de cómo las vibraciones sonoras se convierten en señales eléctricas y luego de nuevo se transforman en sonido (fig. 2), posiblemente empleando gráficas y diagramas. Usa todos tus datos en cualquier modelo que hayas construido. La apariencia de tu modelo dependerá sobre todo del grado de creatividad que tú mismo puedas tener. Los científicos y otros profesionales han estudiado el sonido durante muchos siglos, pero el progreso ha dado pasos gigantescos en años recientes y actualmente se hacen descubrimientos casi a diario. La acústica es una ciencia fascinante que crece en todas direcciones, por ejemplo en la fabricación de productos, los pronósticos del clima y la medicina. Usando tu imaginación podrás hacer del más sencillo de los experimentos uno que resulte muy interesante.

Fig. 2. Tu tablero debe explicar tu proyecto más claramente.

79

Indice A agua sonido transmitido a través de tubería de agua, 41 transmisión del sonido a través del, 32 amortiguamiento, 47-48,55 amplificación, 18,34,38-39,54,70-71 amplificador hecho con una copa de cristal, 40 amplificador hecho con un molde para hornear, 38-39 megáfono, 58-59 armonía, 43 armónicos, 52-53 arpa hecha con ligas, 51

B bocinas eléctricas y vibraciones, señales en, 10-11

C campanas con cucharas, 52-53 campanitas hechas con cubiertos, 54-55 caracoles dé mar, sonidos producidos por, 18 conclusiones, 77 contrabajo, cómo hacer un, 36-37 copa musical, 30

D dientes, vibraciones sonoras a través de los, 33 Doppler, Christian, 17

E efecto Doppler, 17 estetoscopio, proyecto para hacer un, 56 experimentos, 77,78,79 aire en movimiento y ondas sonoras, 66-67 amplificador con una copa, 40 amplificador con un molde para hornear, 38-39 arpa hecha con ligas, 51 botella con resonancia, 43

botellas musicales, 28-29 campanas con una cuchara, 52-53 campanitas con cubiertos, 54-55 cómo cambian las notas en una guitarra 64-65 cómo cambiar de tono con un popote, 25 cómo produce sonidos un disco fonográfico, 70-71 cómo se transmite el sonido a través de agua y madera, 32 cómo se transmite el sonido por una tubería, 41 contrabajo de una cuerda, 36-37 copa musical, 30 distancia a la que cae un rayo, 4 efecto Doppler, 17 estetoscopio, 56 globo ruidoso, 20 megáfono, 58-59 música con popote, 21-22 ondas de choque, 12 ondas sonoras producidas con una liga elástica, 5 ondas sonoras reflejadas, 6 patrón de ondas sonoras en una habitación, 7-8 peine musical, 19 peine vibrador, 19 piano con alfileres, 62-63 proyecto de un teléfono, 72-74 qué es el sonido, 3 reflejo de ondas sonoras, 9 resonancia y vibraciones simpáticas, 42 silbato con pasto, 50 silbato hecho con un popote, 23-24 sonido que se apaga, 47-48 sonido suave, 46 sonidos agudos y sombras sonoras, 13-14 sonidos de caracoles de mar, 16 tablita zumbadora, 15-16 teléfono con una lata, 60-61 tono de vasos de cristal con agua, 2627 tonos de una rueda de bicicleta, 49 tonos musicales con una liga, 35 tubo acústico, 57

81

velocidad del sonido y del cerebro humano, 68-69 vibración de las bocinas, 10-11 vibraciones de sonido a través de nuestros dientes, 33 vibraciones irregulares, 31 vibraciones simpáticas, 44-45

F frecuencia, 3,46,55 armónicos, 52-53 efecto Doppler, 17

G globo ruidoso, 20 guitarra, trastes de, 65

H hipótesis, 77,78

I informe escrito, 78 instrumento de cuerda, cómo hacer un, 36-37

L latas, teléfono hecho con, 60-61 ligas, arpa hecha con, 51

M madera, transmisión del sonido a de la, 32 megáfono, 58-59

N

P popote musical, 21-22 peine musical, 19 peine vibrador, 34 piano hecho con alfileres, 62-63 presión, 20 puente, guitarra, 64

R rayos, medida de la distancia a la que caen, 4 reflejo, 6-9,18,46 resonancia, 42-43

S silbato hecho con pasto, 50 silbato hecho con un popote, 23-24 silbatos, 23-24 cómo cambiar de tono con, 25 sonido amplificación del, 18,34,38-40,55, 58-59,70-71 apagar el, 47-48,55 medio de transmisión del, 32,41,57, 60-61 ondas de choque del, 12 patrón de onda del, 5 patrones de onda en habitaciones, 7-8 presión del aire y, 20 producción de, 3 producido con los dientes, 33 reflejo del, 6,9,18 resonancia y, 42-43 sombras del, 13-14 tono, 13-14 velocidad del, 4 vibraciones (véase vibraciones) vibraciones simpáticas, 42,44-45 sonido que se apaga, 47-48 sonidos de un disco, 70-71

notas de guitarra, 64-65

T O ondas de choque, 12 ondas sonoras, 5 compresión de, 28 cortas y tonos agudos, 13-14 expansión de, 28 en una habitación, 7-8 movimiento de aire contra, 66-67 reflejo de, 6,9

82

tableros, 79 tablita zumbadora, vibración, 15-16 teléfono, proyecto para hacer un, 72-74 temas, 77 tono, 3,13-14,64-65 botellas con agua y, 28-29 copas musicales, 30 efecto Doppler, 17 longitud de las ligas y, 35 longitud del instrumento y, 21-25

producido por ruedas de bicicleta, 49 vasos de cristal y, 26-27 tonos parciales, 52-53 transmisión del sonido, medios de, 60-61 agua contra madera, 32 tubo acústico, 57

V velocidad del sonido percibida por el cerebro humano, 68-69

vibraciones, 3,10-11,15-16,18,19,2328,30,35 en el agua contra la madera, 32 amortiguamiento de las, 55 amortiguamiento, 47-48 dientes y, 33 irregulares, 31 peine que produce, 34 simpáticas, 42,44-45

83