Simulaciones de física: Ondas y Sonido

En una nota anterior te presenté la web de simulaciones de la Universidad de Colorado. Hoy vamos a explorar nuevamente ese sitio pero poniendo la lupa en la sección de ondas y sonido. Recuerda que hay otro artículo sobre electricidad y magnetismo.

El tema de ondas es bastante importante en el mundo de la física. Involucra a distintos fenómenos de la naturaleza que tienen comportamientos similares a pesar de parecer distintos a simple vista. Luz, sonido y vibraciones de objetos físicos se transmiten en forma de ondas.

Dominar esta área de la física requiere un manejo avanzado de matemáticas teniendo, especialmente, sólidas bases en trigonometría.

Existen fenómenos asociados a las ondas y es acerca de ellos de los que tratan las siguientes simulaciones interactivas.

Ten en cuenta que en los enlaces que te dejo, para correr las simulaciones, tienes que hacer clic sobre la imagen que tiene el ícono de play o reproducir.

Interferencia

La interferencia de dos o más ondas es uno de los aspectos más importantes. En esta simulación, puedes generar ondas, tanto líquidas, como de sonido y de luz.

Para cada una se puede cambiar la amplitud y la frecuencia. En el caso de la luz, es posible variar la longitud de onda. Puedes ver asociados, gráficos de nivel de agua, presión y campo eléctrico, respectivamente.

También puedes pasar a modo manual cualquiera de las tres y generar pulsos presionando el botón Pulse.

Para la simulación con gotas de agua, nota que es posible mover el lugar donde está el grifo y hacer que la gota caiga en distintos lugares. La de sonido permite visualizar partículas y la de luz, disponer de una pantalla para ver las franjas de interferencia.

A la derecha encuentras opciones adicionales para hacer el experimento más interesante. Puedes agregar una fuente más de ondas para cualquiera de las tres simulaciones, rotar la vista, agregar barreras y personalizarlas.

La simulación incluye herramientas para medir distancias y también para tomar tiempos.

Enlace: Interferencia en ondas

Fourier

En esta simulación vasa encontrar muchas herramientas para crear señales .Puedes jugar con amplitudes y harmónicos. Además, sumar las distintas funciones. Para poder manejar este experimento requerirás un mayor nivel de conocimientos sobre el tema de ondas.

A la derecha, nuevamente aparecen opciones avanzadas incluidas las herramientas para tomar medidas que pueden servirte para medir amplitudes, periodos y desfasajes.

En la segunda solapa encuentras un juego donde el objetivo es intentar manipular las amplitudes para formar la onda que aparece debajo. Hay 10 niveles de dificultad y si bien no es divertido, puede ayudarte a conocer cuánto sabes del tema.

Enlace: Fourier

Sonido

Aquí tienes que utilizar el oído porque se incluye la salida por audio para hacer el experimento más completo.

Dispones de varias solapas. La primera es escuchar un sonido de una única fuente, donde se puede variar la amplitud y la frecuencia de la misma. La segunda sirve para tomar medidas y tiempos de las ondas emitidas.

La tercera es una simulación sobre interferencia causada por dos fuentes de sonido. La cuarta sirve para entender el fenómeno de interferencia por reflexión (cuando las ondas de sonido rebotan contra un obstáculo y vuelven en sentido contrario).

Y por último, la quinta es para escuchar el sonido variando la presión en el aire.

Enlace: Sound

Ondas en una cadena

Con esta simulación interactiva es posible ver cómo una cadena de pequeñas bolitas oscila de forma manual, generando pulsos o de forma automática. Puedes alterar la amplitud, el ancho del pulso, la amortiguación y la tensión.

Como siempre, aparecen las reglas para tomar medidas y el cronómetro para controlar tiempos.

Enlace: Wave on a string

Más recursos educativos y culturales en Mentes Liberadas

Esto ha sido todo por este artículo. Ten en cuenta que puedes encontrar algunas simulaciones más vinculadas a estos temas en la página de la Universidad de Colorado.

Si tienes alguna duda, sugerencia, consulta o aporte, déjame un comentario al finalizar el artículo.

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Gracias por tomarte el tiempo de leerme.

Te espero en el próximo artículo.

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