408 Vibracion y ondas en una copa

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa, un guante de látex, un par de gomas elásticas, pimienta molida y un lápiz.

Colocamos el guante de látex sobre la copa y lo sujetamos con las gomas elásticas procurando que quede una superficie lisa y muy tensa (algo parecido a la membrana de un tambor). Luego dejamos caer pimienta molida sobre el guante Por último frotamos con un lápiz el borde de la copa procurando que no se rompa el guante. Vemos que la pimienta vibra y forma curiosas figuras.

Explicación
Al frotar repetidamente el borde de la copa con el lápiz, ésta vibra y se forma una onda estacionaria sobre el guante. Las ondas estacionarias se caracterizan por la existencia de zonas donde la vibración es alta (los vientres) y zonas donde la vibración es baja o nula (los nodos). Los granos de pimienta molida se acumulan en las regiones nodales formando diversas figuras.

381 Ondas con un cepillo de dientes eléctrico

Para realizar nuestro experimento necesitamos un cepillo de dientes eléctrico, una botella de plástico y un trozo de hilo.

Atamos un extremo del hilo en el cabezal del cepillo de dientes y el otro extremo en una botella de plástico. Luego alejamos la botella y el cepillo para lograr que el hilo quede tenso.

Al encender el cepillo de dientes el cabezal vibra y genera una onda que viaja por el hilo, se refleja en el otro extremo y regresa por el hilo. Se produce una superposición de dos ondas que viajan en sentido contrario y la interferencia resultante genera una onda estacionaria. En una onda estacionaria cada punto del hilo vibra con su propia amplitud. Algunos puntos, los llamados nodos, permanecen en reposo sin vibrar y otros puntos, los llamados vientres, vibran con la amplitud máxima.

Si acercamos o alejamos el cepillo de dientes variamos la tensión del hilo y podemos obtener los distintos modos de vibración del hilo. En el primer modo de vibración el hilo no presenta nodos entre los extremos. En el segundo modo de vibración el hilo presenta un nodo entre los extremos, en el tercer modo de vibración presenta dos nodos, etc.

En algunos puntos del hilo la amplitud de vibración es claramente mayor – los vientres- y en otros puntos del hilo la amplitud de la vibración es mínima – son los nodos.

163 Resonancia con dos copas y arena

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos copas de cristal, agua, una hoja de papel y arena de playa limpia y seca.

En primer lugar colocamos las dos copas muy juntas (sin llegar a tocarse), añadimos agua en una de las copas y colocamos un trozo de papel encima de la otra copa. Luego dejamos caer un poco de arena en la hoja de papel. Por último, nos mojamos uno de los dedos con agua y frotamos el borde de la copa que tiene agua. En unos segundos la copa vibra emitiendo un sonido y los granos de arena de la otra copa vibran formando curiosas figuras

Explicación
Al frotar repetidamente el borde de una copa de cristal, ésta vibra emitiendo un sonido que depende de la cantidad de agua que contenga la copa. La segunda copa vibra por resonancia.

Al vibrar la hoja de papel colocada sobre la segunda copa se forma una onda estacionaria.
Las ondas estacionarias se caracterizan por la existencia de zonas donde la vibración es alta (los vientres) y zonas donde la vibración es baja o nula (los nodos).
Los granos de arena se acumulan en las regiones nodales formando diversas figuras (los modos de vibración de las ondas estacionarias)