Sonido por un tubo la Física y la Música de Bach

IMPRESO DE INSCRIPCIÓN 2013
TÍTULO DEL TRABAJO: Sonido por un tubo: la Física y la Música de Bach.
Nombre y apellidos de los concursantes (máximo de cuatro por inscripción), que participarán en la feria si el proyecto
es seleccionado. LOS PARTICIPANTES NO SE PODRÁN CAMBIAR UNA VEZ PRESENTADA LA INSCRIPCIÓN.
1. Christian Martín Ayora
3. Gonzalo Sánchez de Lara Sánchez
2. Enrique Orts Costa
4. Carmen Villaescusa Pérez
Curso :2º Bach.
Centro: Colegio San José de Calasanz (Valencia)
Ciclo (ESO/BAC/CFGM):BAC
Categoría de concurso: X Demostraciones y experimentos de Física
 Proyectos de aplicaciones tecnológicas
Nombre del profesor/a tutor/a: Antonio Moya Ansón
Para la exposición del trabajo en la Feria-Concurso se pondrá a disposición de cada grupo concursante: una mesa, enchufes
y un panel expositor. También existe la posibilidad de recoger agua. Cualquier otro material adicional que sea
necesario para el funcionamiento del trabajo presentado deberá ser aportado por los concursantes.
BREVE RESUMEN DEL TRABAJO: Describir el trabajo de forma COMPRENSIBLE, aportando toda la información
esencial para entender el proyecto. Se pueden incluir diseños y/o fotografías, todo ello utilizando, como máximo, la página
siguiente. Hay que incluir los siguientes apartados
1.
2.
3.
Objetivo del trabajo
El objetivo que se pretende con este trabajo es comprender el fenómeno de las resonancias del sonido en el interior
de un tubo abierto, para entender el funcionamiento de los instrumentos musicales de viento, como el trombón de
varas, o el órgano.
Por otro lado, utilizando la propagación del sonido en tubos, podemos realizar interferencias con sonidos de
frecuencia conocida, e incluso calcular la velocidad del sonido en su interior.
Material y Montaje
El material necesario para el desarrollo del trabajo es el siguiente:
Tubos de PVC de 75mm de diámetro y de distintas longitudes.
Tubo de metal
Mechero de gas
Malla de alambre
Guantes
Generador de ondas electromagnéticas
Osciloscopio
Micrófono
Altavoz.
En cuanto al montaje, necesitamos aproximadamente 6 tubos de PVC, que conseguimos en una tienda de
fontanería y miden 3m de largo, y los iremos cortando a diferentes distancias en función del sonido que
pretendemos reproducir. También necesitamos 4 codos para construir el tubo de Quincke que describimos más
abajo, y dos codos en forma de T, para estudiar las interferencias en este tubo.
Principio físico en que se basa
Los principios físicos en que se basa nuestro trabajo son dos, ambos asociados al sonido como onda, por una parte,
el fenómeno de resonancia, según la cual, cuando el sonido se propaga en el interior de un tubo, aquellas
frecuencias que se adaptan a las dimensiones del tubo, se amplifican, y por tanto, puedes ser escuchadas. Y por otra
parte, se trata del fenómeno de interferencias, por el cual dos sonidos de la misma frecuencia, al encontrarse en un
mismo punto del espacio, interfieren constructiva o destructivamente según la diferencia de distancias que hayan
recorrido uno u otro.
4. Descripción del procedimiento, medida o aplicación y resultados
Para ilustrar nuestro trabajo, partimos de un tubo de PVC, de 75mm de diámetro y 3mm de espesor, de 2m de
longitud, y comprobamos que se escuchaba la nota Mi cuando nos lo poníamos al oído (para ello recurrimos a un
amigo que tiene suficiente oído para poder descubrirlo). Fijada la primera nota, las demás las fuimos obteniendo a
Enviar como adjunto a [email protected] antes del 14 de MARZO de 2013, indicando en el Asunto: “Concurso”, junto
con el formulario de inscripción que se encuentra en http://experimenta.blogs.uv.es.
INCLUYE TU APELLIDO EN EL NOMBRE DE LOS FICHEROS
partir de la base de la escala cromática, y cortando tubos de distintas longitudes, para ir completando la escala.
Con todo ello, hemos conseguido 13 notas que van de la nota Do, cuya longitud es de 259.9cm, a la nota La, cuya
longitud es de 74.5cm.
Con un par de suelas de plástico, se puede reproducir cualquier sonido y, por supuesto, tocar una melodía.
Queda claro, pues la relación entre la longitud del tubo y la frecuencia que se amplifica en el tubo. Otro modo de
observar este mismo fenómeno es un experimento que hemos encontrado en la bibliografía con el nombre de Tubo
de Rijke. Para ello, hemos usado un tubo de metal, de aluminio concretamente, pues hemos de calentarlo. En su
interior hemos colocado un ovillo hecho de alambre, y lo hemos calentado, poniendo el tubo en vertical sobre un
mechero bunsen. El resultado nos ha dejado asombrados, pues cuando retiramos el tubo del fuego, se pone a sonar
como si de la sirena de un barco se tratara, y si lo giramos y lo ponemos horizontal, se calla. Ello es debido
también al fenómeno de resonancia, el aire se propaga por el interior del tubo, debido a la diferencia de
temperatura, y se amplifica aquel sonido cuya frecuencia es proporcional a la longitud del tubo.
Este experimento nos permite entender, por fin, cómo funciona un órgano, de los que hay en las iglesias, o de los
que utilizó Johann Sebastian Bach, y que descubrimos en nuestro viaje al Deutsches Museum de Múnich. ¡Y
entender por qué se escucha el mar en una caracola!
El trombón funciona de manera similar a los tubos del órgano, es un tubo en forma de U cuya longitud puede
variar, por lo que, dependiendo de lo que lo alarguemos, se reproducirá un sonido u otro. Pero, además, podemos
usar este montaje como un dispositivo de interferencias, uniendo dos “U” para formar una O alargada, uno de
cuyos brazos, puede estirarse, y así observar, e incluso medir, la interferencia constructiva o destructiva. Se trata de
un tubo de Quincke, realizado con nuestros tubos de PVC de 75mm de diámetro.
Enviar como adjunto a [email protected] antes del 14 de MARZO de 2013, indicando en el Asunto: “Concurso”, junto
con el formulario de inscripción que se encuentra en http://experimenta.blogs.uv.es.
INCLUYE TU APELLIDO EN EL NOMBRE DE LOS FICHEROS