RESONANCIA ACÚSTICA

 

Consideremos un tubo con una boca abierta y la otra cerrada cuya longitud podemos aumentar y disminuir. Si por la boca abierta entra una onda sonora, de frecuencia determinada, podemos observar que el volumen del sonido aumenta y disminuye a medida que variamos la longitud del tubo.

 

El motivo es el siguiente: La onda sonora que entra en el tubo se refleja en la pared y cuando la onda que entra y la reflejada están en fase el sonido se refuerza, se logra producir una onda estacionaria en el interior del tubo, esto solo ocurre cuando la longitud del tubo es un múltiplo impar de l/4. En esos casos se dice que el foco emisor del sonido y la columna de aire del interior del tubo está en resonancia.

 

 

Recuerda que en las ondas estacionarias la separación entre dos nodos o dos vientres es la mitad de la longitud de onda.

Si el tubo es cerrado se origina un vientre en el extremo por donde penetra el aire y un nodo en el extremo cerrado. Como la distancia entre un vientre y un nodo consecutivo es l /4.

La longitud L del tubo es en las figuras representadas es L=l /4, L=3l /4, L=5l /4...

En general    L=(2n+1) l /4;    con n=0, 1, 2, 3, ...

Considerando que    l =vs / f      (velocidad del sonido dividido por la frecuencia)

Las frecuencias de los distintos modos de vibración responden a la fórmula

 

            con n = 0, 1, 2, 3, …

 

 

 

Otro ejemplo que se pone de manifiesto el fenómeno de resonancia es el siguiente. Utilizando dos diapasones idénticos, y próximos el uno al otro se observa que al hacer vibrar uno de ellos el otro comienza a vibrar eso se debe a que al ser idénticos vibran con la misma frecuencia y por tanto están en resonancia.

 

Los instrumentos de viento, por ejemplo las trompetas no suenan de cualquier forma, para que al soplar emitan una nota se tiene que cumplir que la vibración de los labios tengan una frecuencia capaz de producir resonancia con el aire que hay en el interior del tubo.

 

 

Los tubos abiertos entran en resonancia con un sonido cuando su longitud es un múltiplo de l/2.

Si un tubo es abierto el aire vibra con su máxima amplitud en los extremos. En la figura se representan los tres primeros modos de vibración

Como la distancia entre dos nodos o entre dos vientres es media longitud de onda. Si la longitud del tubo es L, tenemos que

L=l /2, L=l , L=3l /2, ... en general L=nl /2, n=1, 2, 3... es un número entero

Considerando que    l =vs / f      (velocidad del sonido dividido por la frecuencia)

Las frecuencias de los distintos modos de vibración responden a la fórmula

 

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