EstudioHerramientas para estudiantes

Simulaciones de física: Ondas y Sonido

En una nota anterior conocimos 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. Recuerden 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 matemática 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.

Interferencia

La interferencia de dos o más ondas es uno de los aspectos más importantes. En esta simulación, podemos 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. Se pueden ver asociados, gráficos de nivel de agua, presión y campo eléctrico, respectivamente. También podemos pasar a modo manual cualquiera de las tres y generar pulsos presionando el botón Pulse.

Para la simulación con gotas de agua, noten 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 encontramos opciones adicionales para hacer el experimento más interesante. Se puede 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 vamos a encontrar muchas herramientas para crear señales. Se puede jugar con amplitudes y harmónicos. Además, sumar las distintas funciones. Para poder manejar este experimento requerirán 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 servir para medir amplitudes, periodos y desfasajes. En la segunda solapa encontramos 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 servir para poner a prueba cuánto sabemos del tema.

Enlace: Fourier

Sonido

Aquí hay que utilizar el oído porque se incluye la salida por audio para hacer el experimento más completo. Disponemos 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 como una cadena de pequeñas bolitas oscila de forma manual, generando pulsos o de forma automática. Se puede 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

Pueden encontrar algunas simulaciones más vinculadas a estos temas en la página de donde están sacadas. Por supuesto, en siguientes notas exploraremos otras relacionadas no sólo con la física sino también con otras ciencias.

Última actualización el 2018-09-24 / Enlaces de afiliados / Imágenes de la API para Afiliados

Deja un comentario

avatar
1024
Alejandro De Luca
Soy programador web. Rebelde autodidacta y cafeinómano. Vivo comparando la vida real con Los Simpsons. Creé Mentes Liberadas para compartir consejos, recursos y herramientas para la escuela y la universidad. Vivo en Buenos Aires, Argentina.