08 La resonancia CS

La resonancia
¿Has notado alguna vez que al pasar un camión por la calle, en ocasiones, vibran los cristales?
Experimenta con dos diapasones
Caja de resonancia
Coloca una frente a otra las dos cavidades de las cajas de
resonancia de dos diapasones de igual frecuencia. Golpea uno
de los diapasones haciéndolo sonar y, al poco tiempo, para la
vibración con la mano. Observa y escucha el otro diapasón:
¡también vibra y suena!
Las cajas de resonancia de los instrumentos son cuerpos vacíos
que nos permiten reforzar los sonidos producidos por las fuentes
sonoras a las que están acopladas. El volumen de aire contenido
en la caja entra en vibración debido a las vibraciones del cuerpo
sonoro al que está asociado.
Repite la experiencia cambiando la frecuencia de uno de los
diapasones. ¿El resultado es el mismo?
Puedes comprobar el sonido de un diapasón con y sin caja de
resonancia.
Cualquier cuerpo capaz de realizar movimientos vibratorios adoptará aquel que requiera menor energía, es decir, intentará obtener el máximo desplazamiento con un mínimo
esfuerzo. La frecuencia de este movimiento se llama frecuencia natural de vibración y está en función de la masa del cuerpo y de su elasticidad.
Cuando un cuerpo se excita con una frecuencia natural igual o semejante a la suya, se produce en él un fenómeno llamado resonancia. También se dice que este cuerpo vibra
por simpatía.
¿Cómo se forman las «rissagues» (resacas) de Ciutadella?
Cuando observamos la superficie del mar cerca de la costa, vemos que el nivel de las aguas no se mantiene constante sino que cambia con el tiempo en forma de ondas de
amplitud variable.
Si el periodo de onda es pequeño (segundos) tenemos las olas de viento habituales en nuestras playas. En cambio, si el periodo es mayor (horas) tenemos las mareas. Podemos
encontrar también otras oscilaciones de periodo de minutos que dependen de la geometría de cada lugar, llamadas ”seixes” (seiches).
El modo normal de oscilación, o seiche, del puerto de Ciutadella, en Menorca, es de un periodo aproximado de unos 10 minutos. “Rissaga” es el nombre que recibe el fenómeno
que consiste en la amplificación ocasional de esta oscilación, extremadamente peligrosa para las actividades habituales del puerto.
Ciutadella 1997
2,5 min
Nivel del mar
Foto 3
Nivel medio del mar
Foto 4
Foto 2
Foto 1
2,5 min
2,5
5
7,5
10
Tiempo (min)
Fotografías de Josep Gomés
El grupo de Oceanografía Física del IMEDEA (UIB-CSIC) hace años que estudia las resacas de Ciutadella, llegando a la conclusión de que son amplificaciones del seiche del
puerto que se dan en determinadas ocasiones a causa de la presencia de un refuerzo externo de características peculiares. La gran amplitud de las oscilaciones observadas se
debe a un efecto de resonancia entre el refuerzo exterior y los seiches del puerto.
Parece totalmente demostrado hoy día, que las oscilaciones rápidas de presión generadas por las ondas gravitatorias atmosféricas dan lugar a trenes de ondas de superficie en
mar abierto que a su vez son la causa perturbadora externa que provoca la resaca cuando llegan a Ciutadella. A causa de la particular geometría de la cala, que por su forma
estrecha y poco profunda tiene un factor de amplificación grande, se producen precisamente, en este puerto, oscilaciones del nivel del mar de amplitudes extraordinarias.
¿Por qué se cayó el puente de Tacoma?
El año 1940, pocos meses después de su inauguración, el puente de Tacoma Narrows empezó a ondear como si fuera
una bandera. Aunque el viento no era demasiado fuerte, en poco más de una hora de tambaleos el puente de 1600
metros de longitud se hacía pedazos. El viento era de 61 km/h, esta velocidad combinada con las dimensiones de las
estructuras cilíndricas que sustentaban el puente, provocó una perturbación del flujo alrededor de la estructura de una
frecuencia semejante a la frecuencia natural del puente.
¿Es posible romper una copa solo con la voz?
Con un generador de frecuencias y unos altavoces es fácil romper una copa, principalmente si el cristal es puro. Se trata de buscar la
frecuencia natural del cristal y mantenerla durante el tiempo necesario a una intensidad considerable. Si el cristal no es puro y tiene más de una
frecuencia natural de vibración cercanas, vibrará pero será más difícil de romper.
Conseguir este mismo efecto con la voz es mucho más difícil, pero no imposible. Si el cristal es muy puro y la persona canta muy afinada, la
copa empezará a moverse. Si se consigue mantener el sonido durante cierto tiempo, la copa cederá.
Otras preguntas que tienen como respuesta la resonancia
¿Por qué los soldados rompen el paso cuando pasan sobre un puente?
¿Por qué se tambaleaba el Puente del Milenio de Londres?
¿Cómo tenemos que saltar sobre un trampolín o cama elástica?
¿Cómo tenemos que columpiarnos para que el esfuerzo sea mínimo?