Cuerda vibrante para niños
Una cuerda vibrante es la base de muchos instrumentos de cuerda como la guitarra, el chelo o el piano. Cuando una cuerda vibra, crea una onda que produce un sonido. Este sonido suele tener una frecuencia constante, lo que significa que produce una nota musical que no cambia de tono. La frecuencia es lo que determina si una nota es grave o aguda.
Contenido
¿Qué es una Onda en una Cuerda?
Cuando una cuerda se mueve de un lado a otro, esa vibración viaja a lo largo de ella como una onda. La velocidad a la que esta onda se mueve depende de dos cosas principales:
- La tensión de la cuerda (T): Imagina que estiras una goma elástica. Cuanto más la estires, más tensa estará. Una cuerda más tensa hace que la onda viaje más rápido.
- La densidad lineal de la cuerda (μ): Esto se refiere a lo "pesada" que es la cuerda por cada trozo de su longitud. Una cuerda más ligera (con menor densidad) permite que la onda viaje más rápido.
La relación entre estas se puede expresar con una fórmula sencilla: 
Donde 
es la velocidad de la onda.
¿Cómo se mueve la onda?
Para entender cómo se mueve una onda en una cuerda, piensa en un pequeño segmento de la cuerda. Cuando la cuerda vibra, este segmento se mueve hacia arriba y hacia abajo. Las fuerzas de tensión a cada lado del segmento lo tiran, haciendo que se acelere. Si la vibración es pequeña, la velocidad de la onda se mantiene constante.
¿Cómo se produce el sonido?
La frecuencia del sonido que produce una cuerda vibrante está directamente relacionada con la velocidad de la onda y la longitud de onda. La longitud de onda es la distancia entre dos puntos iguales de una onda.
La velocidad de la onda () es igual a la longitud de onda (
) multiplicada por la frecuencia (
): Error al representar (Falta el ejecutable <code>texvc</code>. Véase math/README para configurarlo.): v = \lambda f
Frecuencia fundamental y armónicos
Cuando una cuerda vibra, no solo produce una nota, sino que puede producir varias. La nota más baja y fuerte que produce se llama frecuencia fundamental. Esta se da cuando la cuerda vibra de tal manera que sus extremos (donde está sujeta) no se mueven.
La longitud de la cuerda (
) es muy importante para la frecuencia fundamental. En este caso, la longitud de la cuerda es la mitad de la longitud de onda de la frecuencia fundamental.
Las leyes de Mersenne nos dicen cómo la longitud, la tensión y la densidad de la cuerda afectan la frecuencia:
- Cuerda más corta: Produce una frecuencia más alta (un sonido más agudo).
- Mayor tensión: Produce una frecuencia más alta (un sonido más agudo).
- Cuerda más ligera: Produce una frecuencia más alta (un sonido más agudo).
Además de la frecuencia fundamental, una cuerda también puede vibrar en patrones más complejos, produciendo notas más altas llamadas armónicos. Cada armónico tiene una frecuencia que es un múltiplo de la frecuencia fundamental. Por ejemplo, el segundo armónico tiene el doble de la frecuencia fundamental, el tercero el triple, y así sucesivamente.
¿Cómo podemos ver las cuerdas vibrar?
A veces, es difícil ver las cuerdas vibrar porque lo hacen muy rápido. Sin embargo, hay trucos para observarlas:
- Efecto estroboscópico: Si miras una cuerda vibrante bajo una luz que parpadea muy rápido (como la de una pantalla de televisión antigua o una lámpara fluorescente), la cuerda puede parecer que se mueve más lento o incluso que está quieta. Esto ocurre porque la luz parpadea a una frecuencia cercana a la de la cuerda, creando una ilusión óptica.
- Estroboscopio: Este es un aparato especial que produce destellos de luz a una frecuencia controlada. Si ajustas la frecuencia del estroboscopio para que coincida con la de la cuerda, podrás ver la forma de la onda de la cuerda claramente en un cuarto oscuro.
Este efecto es muy útil para estudiar cómo vibran las cuerdas y entender mejor las ondas que producen.
Véase también
En inglés: String vibration Facts for Kids
- Instrumentos musicales con traste
- Acústica musical
- Experimento de Melde
