REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA: QUIMICA
CATEDRA :FISICA II

DISEÑAR UN APARATO QUE EMITA LAS FRECUENCIAS DE LAS NOTAS

MUSICALES BASICAS

Profesor: Integrantes:

Samuel Guevara Zairett Martínez

Preparadora: Valeria Sánchez

Claudia Barrios
 RESUMEN

Es importante tener la curiosidad de crear algo a partir de ciertas bases de

la música y de la física por lo que nos propusimos diseñar un instrumento
musical con copas de vidrio, con base a ciertos conceptos de la física, tales
como el sonido.

El sonido es la vibración mecánica de un medio elástico el cual puede

ser gaseoso, líquido o sólido a través del cual se transmite la energía, desde la
fuente, a través de ondas mecánicas. Además el sonido son ondas de
presión, así que por la forma de propagarse son ondas longitudinales, en
nuestro trabajo nosotros diseñamos un instrumento musical con copas de vidrio
que contenían diferentes cantidades de agua, por lo que la copa con menor
cantidad de agua producirá el sonido más bajo debido a que las ondas se
propagan más lejos dentro de la copa. Cuando hay más agua en la botella, la
distancia es más corta. Así las ondas regresan muy rápidamente y la corriente
de aire vibra también más rápido, así se produce un sonido más alto. Al
golpear la copa externamente con la cucharilla el vidrio vibra y el agua retarda
las vibraciones, por lo tanto el sonido será más bajo.
 OBJETIVO GENERAL

Diseñar un aparato que emita las frecuencias de las notas musicales

básicas para el estudio del sonido y las ondas mecánicas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Interpretar melodías sencillas con copas de vidrio afinadas

 Producir sonidos musicales, relacionar las diferentes notas
musicales con la frecuencia y afinar las copas para obtener una
escala musical utilizando el afinador
 Comprender que el sonido es una onda originada por la vibración
del aire
MARCO TEORICO

Nuestro trabajo se deriva de una rama de la física la cual es la acústica ya que

estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o
reproducción del sonido, pero sobre todo el sonido.

Los conceptos que más sobresalieron en nuestro trabajo o por los cuales
nos basamos son los siguientes:

El sonido que se define como la Variación de presión del aire que provocamos
al cantar o golpear un objeto. En términos físicos sonido es la vibración
mecánica de un medio elástico gaseoso, líquido o sólido a través del
cual se transmite la energía, de un modo continuo, desde la fuente, por
ondas sonoras progresivas.
El sonido se produce por cuerpos que vibran, así que es una vibración. Como el
sonido necesita para propagarse de un medio material, la podemos clasificar
como onda mecánica. Además el sonido son ondas de presión, así que por la
forma de propagarse son ondas longitudinales.

Todo sonido manifiesta los siguientes factores:

• Fuente: Es el objeto que tiene la capacidad de vibrar.

• La energía se transfiere desde la fuente en forma de ondas sonoras

longitudinales.

• Es detectado por el oído

• El sonido no puede viajar en ausencia de materia.

El medio: Cuando se produce una perturbación en el aire, se originan ondas

sonoras longitudinales. Por ejemplo, si se golpea un diapasón con un martillo,
las ramas vibratorias emiten ondas longitudinales. El oído, que actúa como
receptor de estas ondas periódicas, las interpreta como sonido, así mismo
sabemos que para que se propague el sonido necesita de un medio, ya que en
el vacío no se propaga.

La fuente: En nuestro caso la perturbación será en una copa de vidrio, ya que

el sonido se propaga mejor a través de objetos sólidos porque están más
compactas las moléculas y no tienen que moverse una gran distancia para
chocarse la una con la otra y transmitir las vibraciones

Magnitudes Físicas

• Frecuencia: Percibimos la frecuencia de los sonidos como tonos más

graves o más agudos. La frecuencia es el número de ciclos (oscilaciones) que
una onda sonora efectúa en un tiempo dado. Los seres humanos sólo

Podemos percibir el sonido en un rango de frecuencias relativamente reducido,

aproximadamente entre 20 y 20.000 hercios.
• Amplitud: es la máxima distancia que un punto del medio en que se
propaga la onda se desplaza de la posición de equilibrio; esta distancia
corresponde al grado de movimiento de las moléculas de aire en una onda

Sonora. Al aumentar su movimiento, golpean el tímpano con una fuerza mayor,

por lo que el oído percibe un sonido más fuerte. Un tono con amplitudes baja,
media y alta demuestra el cambio del sonido resultante.

Cualidades del Sonido

Intensidad: se define como la cantidad de energía (potencia acústica)

que atraviesa por segundo una superficie que contiene un sonido.

• La intensidad de un sonido depende de la amplitud del movimiento

vibratorio de la fuente que lo produce depende de la superficie de dicha fuente
sonora. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante
hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire
que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la
masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media

• La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su

distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se
distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta
proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es,
por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto
menor cuanto más alejado está el oído.

Propagación

Para que una onda sonora se propague en un medio, éste debe cumplir como
mínimo tres condiciones fundamentales: ser elástico, tener masa e inercia. Un
cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio)
que lo rodean. Cada molécula de aire entra en oscilación en torno a su punto
de reposo. Es decir, el desplazamiento que sufre cada molécula es pequeño.
Pero el movimiento se propaga a través del medio.
La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la
forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del
sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

Potencia Acústica

La potencia acústica es la cantidad de energía (potencia) radiada por una fuente

determinada en forma de ondas por unidad de tiempo. La potencia acústica
viene determinada por la propia amplitud de la onda, pues cuanto mayor sea la
amplitud de la onda, mayor es la cantidad de energía (potencia acústica) que
genera. La percepción que tiene el hombre de esa potencia acústica es lo que
conocemos como volumen, que viene dado por el llamado nivel de potencia
acústica que viene dado en decibelios (dB).

El Volumen

El volumen es la percepción subjetiva que el ser humano tiene de la potencia

de un determinado sonido. Como la intensidad de un sonido se define la
cantidad de energía (potencia acústica) que atraviesa por segundo una
superficie; a mayor potencia y, por tanto, mayor volumen. Sin embargo, no
hay que confundir volumen, con sonoridad, que es la percepción subjetiva de
la intensidad
MARCO METODOLOGICO

Aspectos teóricos y aplicados de medición, recolección y análisis de datos:

Con este experimento podemos llegar a tocar canciones con sólo unas copas y
un poco de agua.

Logramos en casa este sencillo y divertido experimento musical tocando

diferentes melodías, además aprendimos cómo percibimos realmente los
sonidos.

MATERIALES:

7 copas

Agua

Taza de medir

1 cucharilla

Colorantes: verde y rojo

Tablet: Aplicación de un afinador

PROCEDIMIENTO:

Lo primero que hicimos fue poner todas las copas que tenemos en línea y sobre
una superficie plana, en este caso sobre una mesa. A continuación, llenamos
las copas de agua a diferentes niveles. Las primeras, que serán las notas más
agudas, irán prácticamente vacías, mientras que las del medio, las más graves,
estarán más llenas y así vamos disminuyendo el agua. Por último, le añadimos
colorante de diferentes tonalidades a las copas para que el efecto sea más
Vistoso. Para hacer música, lo único que hicimos es con la ayuda de una
cucharilla tocamos cada borde de las copas hasta que se notara una vibración,
esta pequeña vibración es la que produce el sonido, con el afinador nos
ayudamos para ver la cantidad de notas correctas, como la aplicación este en
inglés en este caso DO es C, RE es D, MI es E, FA es F, SOL es G, LA es A, SI
es B. Luego se puede notar el parecido que hay al momento de tocar las notas
y producir las notas musicales, ya finalmente con nuestro experimento se pudo
observar que podemos llegar incluso a tocar canciones, en este caso la canción
escogida fue “Estrellita”.

Resultados:

El sonido se escucha aproximadamente las notas, no del todo da los

sonidos originales. Demasiado

APROXIMADA DIFERENCIAS A LA ORIGINAL

Do Se aproximó
Re Se alejó de lo aproximado
Mi Se aproximó demasiado
Fa Se escuchó mas grave
Sol Llego a la nota original
La Se escuchó más grave
Si Llego a la nota original

Explicación:

¿Por qué suenan las copas? A medida que la cucharilla rosa sobre el borde de
la copa produciendo fricción y frecuencia vibracional, estas vibraciones que
provocan unos cambios de presión en el aire se nota en ciclos por segundo y
depende del tamaño, grosor, material y contorno del vaso. También se puede
tener en cuenta que podemos cambiar la frecuencia vibratoria de la copa
llenando la copa con otros líquidos o materias. Estas vibraciones se transmiten
 por el aire y llegan hasta nuestro oído, que las transforma en señales eléctricas.
Éstas últimas llegan a nuestro cerebro y éste, a su vez, las transforma en
sonidos, que es lo que finalmente percibimos.

El efecto es similar a los instrumentos musicales, cordófonos (violín, viola,

violonchelo, contrabajo) donde las cuerdas generan el sonido al recibir la fricción
del arco. Cambiando la presión o la rapidez que se le ejerce a la cucharilla,
podemos cambiar el volumen pero no cambiaremos la frecuencia vibracional.

Análisis y Discusiones

Después de terminar nuestro proyecto fuimos capaces de apreciar

ciertos aspectos de nuestro trabajo. Algunas notas no se equilibraron
porque:

• había una copa de diferente grosor y tamaño.

• Las ventajas que le encontramos a este experimento fue que es algo

didáctico, original y ecológico

• Las desventajas son que tienes que tener mucha precisión al elegir tu
material y que realmente logres obtener el sonido deseado.

• Para dar una comprobación de nuestro experimento entonamos la canción de

estrellita

• Pudimos ver que el sonido realmente si se llega aproximar, no un 100%

pero si tiene cierto parecido con las notas reales. Para acercarnos al tono
real tuvimos ciertas dificultades dado a que en primer plano requeríamos

Encontrar el recipiente de cristal perfecto y que nos diera la oportunidad de

igualar el sonido.
 SUGERENCIAS Y RECOMENDACIONES

Con este experimento se deben tener en cuenta las fuerzas que se ejercen, la
que se le aplica a la cucharilla con la mano y la que esta le ejerce a cada copa,
de eso van a depender cada vibración producida y el sonido que se obtenido.

Tener en cuenta la resistencia del material utilizado, ya que si el vidrio tiene un

grosor muy fino se le debe aplicar menos fuerza a la cucharilla o está la puede
romper.

El sonido va a depender de la cantidad de líquido que se añada y el material del

vidrio, ya sea que sea de grosor fino o grueso.

También es importante si utilizamos agua como fue nuestro caso, observar la

cantidad de agua añadida en cada una de las copas ya que de esto dependerá
el tono emitido, ya que puede ser más grave o más agudo.
 CONCLUSIONES

 Observamos que la superficie del agua presenta una vibración al golpear la

copa de vidrio que genera o produce una onda longitudinal porque va en la
dirección de propagación de la perturbación.
• El golpe sobre el cristal produce una vibración de una frecuencia determinada
que se transmite tanto en el agua como al aire que ahí encima produciendo un
sonido característico. La fuente de todas las ondas es algo que vibra
en nuestro caso, el sonido producido por el copa se origina en la vibración del
aire.

• Es el vidrio el que vibra no el agua, en los tubos que contiene menos cantidad
de agua el cristal vibra más deprisa y el sonido es más agudo y viceversa.

• El tono es la cualidad del sonido que permite diferenciar sonidos altos

(agudos) de sonidos bajo.
ANEXOS
 REFERENCIAS

• Autor: cros, a. Y Ferrer-roca, Año: 2005 Titulo: física maestro un recorrido

experimental por la física de la música.

• Autor: HEWITT, P. Año: 2004Titulo: física conceptual, novena edición.

Editorial: Pearson educación.

• Autor: Gettys Edwards. Año: 2004. Título: física para ciencias e ingeniería
vol.2

• Autor: Sears, Francis w., zemansky, Mark, Rogger, Young.Titulo: física

universitaria con física moderna. Vol.
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