Y si pudiésemos elaborar un sencillo mecanismo para ver las ondas sonoras?

Con este sencillo experimento lograréis visualizar las ondas sonoras gracias a su efecto sobre la materia. Os proponemos hacer una sencilla versión del experimento del músico y científico alemán Ernst Chladni, conocido como el padre de la acústica por su investigación sobre la relación entre superficies y vibraciones.

La idea central del experimento es que las ondas estacionarias tienen la peculiaridad de presentar zonas de vibración nula, que se conocen como nodos y zonas de amplitud máxima de vibración. ¿Y como podemos hacer visibles esas ondas? Si esparcimos arena o sal fina sobre la superficie, se acumulará en los lugares donde no se produce vibración. Y no lo hace de cualquier manera, sino que el resultado son patrones simétricos diferentes para cada frecuencia, conocidos como Figuras de Chladni.

Haced equipos de 4 el 5 según las indicaciones del profesorado, preparad los materiales y haced visible lo invisible. Empieza el desafío!

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Cesta de materiales

Presiona en los puntos interactivos de la imagen.

Manos a la obra

Paso 1

 

• Preparando el material.

Como resultado de la vibración sonora, parte de la sal que esparciremos sobre el prototipo saltará saliendo de la superficie de la membrana hecha con el globo, por lo que es importante tener una bandeja que la recoja. De esta manera podrás hacer muchas pruebas sin desperdiciar toda la sal, además de no tener que barrerlo del suelo al final del experimento!

También es muy importante que cuando utilicéis el cúter para cortar las piezas de tarjeta pluma, lo hagáis sobre una superficie de corte, extremando las precauciones para no dañaros vosotros ni el mobiliario del aula.

Teniendo todo esto en cuenta, elaborad una bandeja de unas dimensiones adaptadas a vuestro material. Necesitaréis una base cuadrada de aproximadamente 40cmx40 cm y cuatro rectángulos de 4 cm de alto y misma longitud que la base.

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 Paso 2

 

• Recortar la base del bote de plástico.

Este paso es necesario para poder introducir el altavoz en el prototipo una vez montado con el globo. Debéis cortarlo lo suficiente como para que la distancia entre el altavoz y el globo sea apenas de unos 3 cm.

Tomad bien las medidas, marcad con el rotulador y cortad con la tijera o con el cúter, pero recordad: siempre con precaución!

Paso 3

 

• Recortar el globo en un diámetro de unos 3 cm más ancho que la boca del bote.

Es importante que la parte del globo que vayáis a usar sea lo más lisa posible, así que elegid bien la zona a cortar. El extremo cerrado del globo suele ser una buena opción, aunque, a veces, en el centro tiene una pequeña holgura que puede distorsionar el resultado y hacer los patrones menos simétricos.

 

Paso 4

 

• Ajustar el globo a la boca del vaso con la ayuda de la banda elástica.

El globo cortado debe funcionar a modo de membrana, por lo que debe quedar lo más estirado posible y sin pliegues. Eso sí, tened cuidado al manipularlo, ya que si lo estiráis demasiado comenzará a romperse por los extremos recién cortados. En caso de que ocurra, el/la docente tendrá algún globo de repuesto, pero tened cuidado a segunda vez para no quedar fuera del desafío!

Paso 5

 

• Conectar por Bluetooth el dispositivo y el altavoz.

Los pasos a seguir dependerán de los dispositivos que esteis usando, pero seguro que estáis acostumbrados a hacerlo a menudo, así que sois expertos!

 

Paso 6

 

• Montar el prototipo.

Una vez que tengáis todas las partes del prototipo, es el momento de montarlo. Simplemente debéis poner el altavoz sobre la bandeja y el bote de plástico con la membrana del globo encima. Dejad la sal a mano, enseguida comenzará la magia.

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Paso 7

 

• Configurar el generador de frecuencias.

Configurad el generador de frecuencias para hacer las pruebas, pero antes, una advertencia: para proteger los oídos, no se deben escuchar frecuencias muy bajas (por debajo de 20 Hz) ni muy altas (por encima de 10.000 Hz) a volúmenes elevados. Poned los tapones auditivos antes de comenzar las pruebas!

En la imagen que sigue podéis ver que las aplicaciones generadoras de frecuencias suelen ser muy intuitivas.

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 Paso 8

 

• Hacer visible lo invisible!

Probad con distintas frecuencias e intensidades y cuando encontréis patrones bien definidos que os gusten, anotad los datos para poder compartirlos después con vuestra clase. ¿Qué equipo logrará la mejor figura de Chladni? Empieza el desafío!

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Tips docentes

Los tips del profesorado son pequeñas ayudas para desarrollar la estrategia educativa de forma adecuada.

Esta actividad está pensada para llevar a cabo en pequeño grupo, ayudando la que mejoren el proceso de toma de decisiones en equipo.

Es recomendable tener algún globo extra por si rompe alguno.

En cuanto al altavoz, aunque sería lo ideal, no es necesario tener uno por equipo, ya que se puede ir realizando el experimento con un solo altavoz a medida que van terminando el prototipo. Lo que sí es recomendable es que cada estudiante tenga sus propios tapones auditivos y, por supuesto, lo/la docente también!

En el caso de no tener suficiente tiempo o preferir evitar el uso del cúter, puede entregarse al alumnado el bote de plástico y las piezas en tarjeta ya cortadas o utilizar la sesión anterior para haberlas preparado. También puede ser una buena opción sustituir la elaboración de la bandeja por una comprada. Es interesante tener en cuenta la edad del alumnado, así como los objetivos de la actividad. Cuantos más elementos tengan que elaborar, más enriquecedor será el experimento, así como la profundidad de los aprendizajes y de las competencias adquiridas.

Tu clase en un clic

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