El sonido y las vibraciones · lo que oyes no es su aire

¿Es correcto?

0:00Alguien te habla, a unos dos metros de ti. Sale aire de su boca, ese aire llega a tu oído, y eso es lo que oyes. ¿Es correcto, sí o no? Tómate tu tiempo: casi todos eligen lo mismo aquí. Y la mayoría se equivoca. Todo lo que produce sonido vibra.

Todo lo que suena vibra

0:27Todo: un diapasón, una cuerda de guitarra, tus cuerdas vocales, la membrana del altavoz de tu teléfono. Mira este diapasón. Sus ramas van y vienen alrededor de su equilibrio: afuera, vuelta, adentro, vuelta. Esa vuelta completa, una vez, la llamamos una vibración.

0:46Y mientras vibra, lo oyes. Si lo agarro, el silencio es inmediato. Sin vibración, sin sonido.

Las partículas no viajan, la vibración sí

0:54Esa vibración debe llegar ahora a tu oído. Y para eso necesita algo que atravesar, una materia: eso es lo que llamamos el medio. Casi siempre es sencillamente el aire que te rodea. Mira las partículas de aire. La rama del diapasón empuja las partículas vecinas, estas se desplazan, chocan con sus vecinas y vuelven.

1:17Y las vecinas hacen exactamente lo mismo. Así se transmite ese empujón, partícula a partícula, hasta tu oído. Fíjate bien ahora, porque aquí es donde casi todos se equivocan: las partículas mismas no viajan. Solo vibran alrededor de su propio sitio.

1:39Lo que viaja es la vibración. Igual que la ola en un estadio lleno: nadie camina de izquierda a derecha, y aun así la onda recorre todo el estadio. Una diferencia: en el estadio la gente sube y baja, perpendicular a la dirección de la onda. En el sonido las partículas vibran hacia delante y atrás a lo largo de la misma línea que sigue la onda.

2:07Una vibración transmitida así se llama onda sonora.

¿En qué sentido avanza la onda?

2:11Mira otra vez esa partícula de color. ¿Hacia dónde viaja la onda, y cómo se mueve esa partícula? Justo ahí está la diferencia con la ola del estadio.

Del tímpano al micrófono: el receptor

2:23Al final esa onda llega a algún sitio. En ti es el tímpano: una membrana tensa que la onda pone a vibrar. Esa vibración se convierte en una señal que va por tus nervios al cerebro, y solo entonces lo oyes. Un micrófono hace exactamente lo mismo, solo que allí la vibración se vuelve una señal eléctrica.

2:49Fuente, medio, receptor: esa cadena está detrás de cada sonido que has oído.

¿Dónde va más rápido el sonido: aire, agua o acero?

2:56Primero predecir, después mirar. ¿Dónde va el sonido más rápido y dónde más lento: por aire, por agua o por acero?

343, 1480 y más de 5000 metros por segundo

3:07En aire de veinte grados el sonido va a 343 metros por segundo. Es rápido, pero no es nada al lado del agua: allí es 1480. Y en acero más de 5000 metros por segundo, quince veces más rápido que por el aire. Parece raro: en el acero todo está bien sujeto, ¿no?

3:26Pero justo por eso va tan rápido. No importa lo juntas que estén las partículas, sino lo firmemente unidas que están. En el acero están tan unidas que un empujón se transmite al instante, como si hubiera muelles tensos entre ellas. En el aire esos muelles no existen.

3:50Allí las partículas flotan libres y chocan entre sí, y la vibración viaja entonces casi tan rápido como se mueven las partículas mismas. Eso es bastante más lento. Y ojo con la unidad, porque ahí hay una trampa: en sólidos la velocidad suele darse en kilómetros por segundo.

4:114,3 kilómetros por segundo son 4300 metros por segundo. No menos que 343, sino mucho más. Una cosa más y calculamos: el aire más cálido da una velocidad del sonido mayor, porque en aire cálido las partículas se mueven más rápido. A una velocidad del sonido le corresponde siempre una temperatura.

4:33Ese 343 es el valor a veinte grados; a cero grados es 331. Y ahora puedes algo que hace unos minutos no podías.

¿A qué distancia cayó el rayo?

4:44Hay tormenta. Ves el rayo, y tres segundos después oyes el trueno. La luz es tan rápida que ese tiempo es despreciable, así que esos tres segundos son todos del sonido. ¿A qué distancia cayó el rayo? Cinco pasos.

Calcular en cinco pasos con v = s / t

5:07Datos: el tiempo es 3,0 segundos, la velocidad es 343 metros por segundo. Se pide: la distancia s, en metros. La fórmula: v es s dividido por t. Sustituimos: s es 343 por 3,0, o sea 1029 metros. Respuesta: el rayo cayó a un kilómetro aproximadamente.

5:32Y ahí hay una regla que ya no olvidas:

La regla práctica para las tormentas

5:36cuenta los segundos entre el rayo y el trueno, divide ese número entre tres, y sabes a cuántos kilómetros está la tormenta.

Tres cosas que recordar

5:45Tres cosas para recordar. Uno: el sonido empieza siempre en algo que vibra. Dos: esa vibración se transmite por un medio, y las partículas mismas no lo acompañan. Y tres: cuanto más unidas estén las partículas, más rápido va, y con v es s dividido por t lo calculas.

6:06Dos preguntas al final.

Dos preguntas para intentarlo tú

6:10Inténtalo tú primero, la respuesta después. Uno: pones el oído en el raíl y oyes el tren antes que por el aire. ¿Por qué? Dos: ¿por qué no oyes ninguna explosión en el espacio? Piensa un momento...

Las respuestas

6:31Uno: el acero transmite la vibración mucho más rápido que el aire, porque allí las partículas están firmemente unidas. Y dos: en el espacio no hay medio, y sin medio nada puede transmitir esa vibración. Sin medio, sin sonido.