Descubriendo la ciencia del sonido con experimentos sencillos

Publicado el 6 de Abril de 2023 | Física y Química

En la enseñanza secundaria, se enseñan conceptos físicos relacionados con el sonido en diferentes cursos. Se exponen, por ejemplo, las características de la propagación del sonido a través de diferentes medios, la relación entre la frecuencia y el tono de un sonido o los conceptos de intensidad y resonancia.

El sonido es una onda mecánica que no puede propagarse por el vacío. Para poder escuchar cualquier ruido es necesario un medio físico como el aire, el agua, el metal o el cristal.

Para que el sonido exista, algo tiene que vibrar. Te proponemos un experimento sencillo con el que retar a tus estudiantes a identificar qué es ese algo.

Tan sólo necesitas 3 botellas de cristal con distintas cantidades de agua y una cucharilla con la que golpearlas, de modo que se produzcan notas diferentes, tanto más graves cuanta más agua haya en el interior de la botella.

Sin embargo, si en lugar de percutir las botellas, soplamos en su interior también generaremos un sonido, pero las las botellas con más agua producirán sonidos más agudos. ¿Por qué ocurre esto?

La explicación es sencilla. Al percutir las botellas con la cuchara el cristal y el agua comienzan a vibrar. Cuanta mayor masa de agua más despacio vibra el conjunto y el sonido es más grave.

Por otro lado, si decidimos soplar para producir el sonido será el aire del interior de las botellas (y no el cristal ni el agua) el que vibre. Cuanta más agua haya en el interior de la botella menos espacio libre quedará para el aire y el sonido será más agudo.

Lo que oímos rara vez es únicamente el resultado de los objetos que vibran. Antes de llegar a nosotros, el sonido se reverbera, se refleja o se absorbe parcialmente por cada superficie de su entorno. Una cuerda de guitarra no suena igual que el instrumento completo ya que el sonido se multiplica al rebotar en el interior de la caja de resonancia.

Para demostrarlo con un sencillo experimento, propón a tus estudiantes fabricar su propia caja de resonancia que acoplar a su teléfono móvil. Para ello necesitarán una lata de patatas, un cutter, un par pinzas de papelería y una servilleta de papel.

El montaje es muy sencillo. Tan sólo es necesario colocar el teléfono sobre el bote y marcar la base para luego cortar esta zona utilizando el cutter.

A continuación se debe asegurar la posición de la lata utilizando las pinzas de papelería e introducir el teléfono en el orificio de modo que los altavoces queden dentro del tubo por completo. Finalmente, se coloca una servilleta en la abertura y se reproduce música con el teléfono.

Colocando y sacando el teléfono mientras suena se puede comprobar como la lata de patatas funciona como amplificador, evitando que el sonido se propage en todas direcciones y amplificándolo hacia delante.