Introducción Teórica Resonancia acústica
Veamos Veamos ahora un fenómeno que tiene mucha importancia en el estudio de la reproducción del sonido. Todos hemos sido sorprendidos alguna vez por la vibración de un cristal de una ventana, por ejemplo, cuando pasa un vehículo por las cercanías y nos hemos preguntado por qué vibra ése y no otros, y por qué se produce tal vibración.
ig. ! " #a vibración se cumple de acuerdo con las dimensiones de la varilla o membrana. $ara entenderlo observemos la figura !, que muestra una varilla fija en un e%tremo. &i la hacemos vibrar, esa vibración se producir' con una frecuencia que est' ligada a la longitud de la varilla( generalmente la longitud de onda de la vibración coincide con la longitud física de la varilla. &i en vez de una varilla fuera una membrana o una cuerda, ocurriría algo parecido. )laro que en una cuerda puede producirse m's de una onda de vibración en su largo total, pero eso e%plica las armónicas y no niega el hecho fundamental. *ntonces, un objeto capaz de vibrar lo hace siguiendo leyes geométricas, pues sus dimensiones determinan la frecuencia de la vibración. &upongamos ahora que viene una onda sonora, propag'ndose por el aire, y a su paso encuentra objetos de todo tipo( se reflejar', los atravesar' o no, en fin, se producir' la propagación com+n del sonido con todas sus particularidades. $ero supongamos que la onda sonora, que tiene una cierta frecuencia y por ende una cierta longitud de onda, seg+n se indicó i ndicó en la figura , encuentre en su camino un objeto capaz de vibrar que tenga una dimensión física tal que la frecuencia de la vibración posible coincida con la frecuencia de la onda sonora que lo encuentra. *se objeto vibrar' sin que lo impulsemos, si la onda sonora lleva la suficiente potencia para producir por sí misma el impulso vibrante. -curre que ese impulso, para que comience la vibración del objeto, puede ser muy pequeo si se produce la coincidencia de las dos frecuencias/ la de la onda y la propia de auto vibración del objeto. *sa coincidencia se llama resonancia ac+stica y e%plica lo que ocurría con el cristal que mencionamos m's arriba. #a resonancia ac+stica puede ser un inconveniente en la reproducción del sonido. &upóngase que construimos un aparato reproductor del sonido, como un altoparlante, por ejemplo. *se aparato tiene dimensiones físicas determinadas que lo hacen susceptible de vibrar con cierta frecuencia propia. 0hora bien, al reproducir sonidos, sonidos, ellos tendr'n frecuencias frecuencias variadas, pero hay uno de esos sonidos cuya frecuencia coincidir' con la frecuencia de auto vibración del parlante y entonces ese sonido ser' producido con mucha mayor intensidad que los otros( ello se e%plica porque para vibrar con esa frecuencia el parlante necesita menor potencia impulsora, ya que es su frecuencia propia. *se sonido que sale m's fuerte no es real en la gama sonora que estamos escuchando, y entonces hay una discordancia. #a frecuencia de auto vibración
se llama frecuencia de resonancia propia en los aparatos reproductores del sonido, y se debe tratar de que la misma sea de un valor que esté fuera de la gama audible por el oído humano, aunque ello no sea f'cil de lograr en la pr'ctica.
Resonadores de Helmont
&e describe un e%perimento que permite medir la velocidad del sonido con un error inferior al 12. *l dispositivo consiste en un resonador de 3elmholtz con simetría cilíndrica, en este caso se utiliza una botella. *l sistema es an'logo a una masa vibrando en un resorte/ la frecuencia de resonancia est' relacionada con la masa del tapón de aire situado en el cuello de la botella y sus pro%imidades, y con la constante del resorte, asociada a la elasticidad del aire que llena el resto de la botella. &e detalla un procedimiento simple y una discusión de las apro%imaciones que en éste est'n involucradas. 0dem's, se analiza el comportamiento general del resonador m's all' de la frecuencia fundamental. 0l e%citar la masa de aire en el interior de una botella, puede obtenerse una nota musical. *ste fenómeno ocurre en botellas de forma arbitraria y corresponde a una oscilación forzada diferente a la que presenta un simple tubo, se trata en este caso de un resonador de 3elmholtz. *n estos dispositivos, la oscilación del aire que se encuentra en el cuello de la botella provoca la compresión y descompresión del aire del cuerpo. &i las dimensiones del resonador son pequeas comparadas con la longitud de onda del sonido, el gradiente de presión en el cuerpo de la botella es cercano a cero. #os cambios de presión en la botella se deben a las propiedades el'sticas del gas en su interior y proveen la fuerza restauradora que act+a sobre el tapón de aire 4an'logamente a una masa y un resorte5. 0 continuación se describe un e%perimento que permite medir la velocidad del sonido usando como resonador una botella parcialmente llena de agua. &e detallan l as apro%imaciones utilizadas en el mismo y se e%hiben los principales resultados obtenidos. &e realiza, adem's, un estudio del resonador m's all' de su frecuencia fundamental.
Desarrollo experimental
6. Tomamos las medidas correspondientes del resonador de 3elmholtz 7i'metro 68 6.9 cm 7i'metro :8 !.: cm #real8;.
D2
:. &e calcularon los siguientes datos Vcalculado8:.!!%6;="> m &calculado8:.:<%6;="> m: Vmedido8:!1ml
lefec8;.;6<: fcalculada89?.?hz fmedida89hz *l sonometro midió 9!d@ f:8>;:hz sonómetro89>d@ f8>:8:;;hz sonometro9:d@ f18:9d@
D1
Conclusiones Carlos Silva García
0l haber realizado esta pr'ctica de resonancia se fue capaz de poder realizar las mediciones necesarias para corroborar los c'lculos para determinar la frecuencia de resonancia de un resonador de 3elmholtz. Torres Torres Vanessa
$udimos comprobar de manera pr'ctica todo lo visto en teoría con respecto al tema de resonancia tomando como objeto de estudio un resonador 3elmholtz. Tanto teóricamente y e%perimentalmente, no fueron e%actamente iguales los resultados obtenidos a los esperados, y debido a que las medidas no eran e%actas y en el e%perimento variaron tanto en volumen del resonador y en la frecuencia pero se observó que se apro%imaron. 7e la - V'zquez 7iana )on ayuda de lo resonador de 3elmholtz pudimos observar en l a pr'ctica que se cumple con todo lo visto en teoría, y esto nos ayudara m's adelante. 0lvarado Angel lor 0bigail *n la pr'ctica comprobamos la frecuencia de resonancia que se obtuvo en Tanto teóricamente y e%perimentalmente, no fueron e%actamente iguales los resultados obtenidos a los esperados, y debido a que las medidas no eran e%actas y en el e%perimento variaron tanto en volumen del resonador y en la frecuencia pero se observó que se apro%imaron. 0guilar &'nchez 7aniel 3azet *l absorbente 3elmholtz o resonador de 3elmholtz es un tipo de absorbente ac+stico creado artificialmente para eliminar 4absorber5 un estrecho margen de frecuencias. #os resonadores de 3elmholtz se basan en el artefacto ac+stico conocido como cavidad de 3elmholtz( consisten en una cavidad con un orificio en el e%tremo de un cuello 4como una botella5 en cuyo interior el aire se comporta como una masa resonante.
)orona Banin &e pudo comprobar que el fenómeno de la resonancia, es un fenómeno similar al de las vibraciones forzadas, que es cuando es e%citado con una frecuencia natural igual o semejante a la suya.
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