Estimados compañeros de trompeta:

Soy un estudiante de secundaria de 13 años (así que tenga paciencia conmigo, por favor) y he disfrutado tocando la trompa durante 6 años. Recientemente, nuestro profesor de ciencias nos dio una tarea que requería que ideáramos un experimento, hiciéramos pruebas, hiciéramos tablas y gráficos, etc. Decidí usar mi corno (ya que me encanta) en mi experimento.

Aún así, para llevar a cabo un experimento exitoso, es necesario obtener información sobre el tema o sujetos que está experimentando. He navegado por la web de cerca y de lejos, busqué enciclopedias y todavía no puedo encontrar la información necesaria. ¿Alguien puede ayudarme? Básicamente, necesito tener respuestas detalladas a las siguientes preguntas:

  • ¿Cómo se comportan las ondas sonoras cuando una nota es aguda o plana?
  • ¿Cómo se comportan las ondas sonoras cuando una nota cambia de aguda a plana o viceversa?
  • ¿Cómo se comportan las ondas sonoras en salas de diferente volumen (por ejemplo, una sala de conciertos y una sala de práctica)?
Puede que se me ocurran más preguntas más tarde. ¡Gracias por tu ayuda!
-Z
Querido Z,

Sugiero ir a su biblioteca local y buscar libros sobre física acústica. Deberían poder ayudarlo a encontrar información general sobre cómo cualquier instrumento porque, en cierto sentido, todos los instrumentos funcionan de la misma manera en ese sentido. Pero para responder rápidamente a sus preguntas de una manera laica, supongo que tendría que pensarlo de esta manera, cuanto más lento viaja el aire, más plana será la nota, cuanto más larga sea la tubería, más baja y más plana será la nota. la nota será y viceversa. Por eso es que a las trompetas y flautas les cuesta aplanar su sonido y una tuba tiene problemas para afilar un sonido. Las ondas sonoras se hacen más pequeñas y más rápidas cuando las notas se agudizan y se hacen más grandes y más lentas cuando se aplanan. Para su tercera pregunta, todo depende de dónde rebote el sonido, una habitación pequeña tendrá un tiempo de respuesta más rápido debido al hecho de que las ondas tienen una distancia más corta, pero realmente puede hacer que suene mal y nítido, algo así como un mudo o cuando detienes la bocina con la mano, en cierto modo la habitación es como una extensión de esta pipa de la que estaba hablando. Pero lo mejor para ti es conseguir un libro sobre física acústica y tratar de aplicarlo a tu proyecto de trompeta sobre cómo afectaría esto al sonido de la trompeta.

M Coco
M Coco escribió algunas cosas que se citan parcialmente más adelante en este mensaje.

ES INCORRECTO, INCORRECTO, INCORRECTO !!!

El único buen consejo que hay es buscar en un libro sobre acústica. La velocidad del sonido NO depende del tono o amplitud del sonido. Para nuestros propósitos es constante.

Ayer me comuniqué con nuestro joven amigo Zyta con información y sugerencias, y no lo repetiré aquí en la lista. Le sugerí a Zyta que buscara y leyera el libro de Arthur Benade, "cornos, cuerdas y armonía". Sugiero encarecidamente que M Coco haga lo mismo. es un libro excelente

Para nuestros listas más jóvenes, aquí hay algunos datos básicos:

  1. El sonido son ondas de presión que viajan por el aire.
  2. Un tono más alto (más agudo) corresponde a una frecuencia más alta / una longitud de onda más corta (la frecuencia es el número de vibraciones por segundo y la longitud de onda es la distancia entre dos picos o valles sucesivos de presión).
  3. El tono más bajo (más plano) corresponde a una frecuencia más baja / una longitud de onda más larga.
  4. frecuencia multiplicada por longitud de onda (F * L) = velocidad del sonido, aproximadamente 1087 pies / seg.
  5. Más alto corresponde a una mayor diferencia de presión entre mínimos y máximos.

Cito aquí dos extractos del mensaje de M Coco:

Sugiero ir a su biblioteca local y buscar libros sobre física acústica. Deberían poder ayudarlo a encontrar información general sobre cómo cualquier instrumento porque, en cierto sentido, todos los instrumentos funcionan de la misma manera en ese sentido.
Esa es una BUENA SUGERENCIA, y la afirmación es absolutamente cierta.
Pero para responder rápidamente a sus preguntas de una manera laica, supongo que tendría que pensarlo de esta manera, cuanto más lento viaja el aire, más plana será la nota ...
etcétera. ¡¡¡Eso está mal!!!

Dicho laico está incorrectamente informado.

M Coco, lo siento si he herido sus sentimientos, pero esta información errónea atroz tenía que corregirse. Estaré encantado de responder a las preguntas que pueda tener. Además, hay otros en la lista de bocinas que están más calificados que yo para explicar la física de la acústica.

Richard Berthelsdorf, Ph.D. (física)
Richard, en ninguna parte de la cita que proporcionaste M Coco dice algo sobre el SONIDO que viaja más rápido o más lento. Todo lo que vi fue una referencia a AIR viajando más rápido o más lento, lo que resultó en un tono más agudo o más plano. Suena perfectamente razonable para mí.
Jerry Houston
Aún así, para llevar a cabo un experimento exitoso, es necesario obtener información sobre el tema o sujetos que está experimentando. He navegado por la web de cerca y de lejos, busqué enciclopedias y todavía no puedo encontrar la información necesaria.
Aquí hay algunas publicaciones que puede encontrar en su biblioteca:
---------------- Fasman, Mark J. Brass Bibliografía: fuentes sobre la historia, literatura, pedagogía, interpretación y acústica de instrumentos de viento ML128.W5 F3 1990 ----- ------------- Backus, John Los fundamentos acústicos de la música ML3805.B245 A3 1977 ----------------------- Benade , Arthur H. Fundamentos de acústica musical ML3805 .B328 Trompas, cuerdas y armonía ML3805 .B33 --------------------------

En estos días, su biblioteca probablemente tenga algún tipo de catálogo de tarjetas computarizado que podría buscar. Por ejemplo, acabo de buscar "Acústica arquitectónica" en mi biblioteca y obtuve 48 resultados.

Charles Turner
Sugeriría ponerse en contacto con Bruce Heim en la Universidad Estatal de Louisiana.
Hizo una disertación sobre acústica.

solo un pensamiento. Si encuentro su correo electrónico, lo publicaré.

muchos saludos

darrel dartez
Recibí un mensaje privado en respuesta a mi última publicación, diciendo:
Su descripción implica que el sonido es una onda transversal, en lugar de una onda lateral. Sé que las definiciones aún se aplican, pero es posible que desee aclarar eso ;-)
Bien, intentaré aclarar esto, ya que aparentemente más de una persona está confundida.

El sonido no es una onda transversal ni una onda lateral.
El sonido es una onda mecánica longitudinal.
¿Qué significa esto?

Aquí hay una cita suelta de un libro de introducción a la física, que podría ayudar: Imagine un pistón en un extremo de un tubo largo lleno de aire. Si empujamos el pistón hacia adelante, las capas de aire que tiene delante se comprimen. Estas capas, a su vez, comprimirán las capas más a lo largo del tubo y una onda de compresión viajará por el tubo. Si retiramos rápidamente el pistón, las capas de aire frente a él se expanden y un pulso de rarefacción viaja por el tubo de una capa a otra. Si el pistón oscila hacia adelante y hacia atrás, un tren continuo de compresiones y rarefacciones viajará a lo largo del tubo. Este es un tren de ondas longitudinales - sonido. Las partículas del medio (aire) viajan hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la dirección de propagación del sonido, es decir, en una dirección longitudinal.

Hagamos otro pequeño experimento mental. Supongamos que hay una fuente de sonido que produce un concierto A (440 Hz). Ahora congele el tiempo y mida la presión del aire a lo largo de una línea entre la fuente de sonido y el oyente. Comenzando en algún punto donde la presión es más alta, a medida que se mueve hacia atrás o hacia adelante desde ese punto, encontrará que la presión disminuye hasta que sea más baja, aproximadamente a 15 pulgadas del punto de alta presión. A partir de ahí, la presión aumentará nuevamente, hasta que alcance un punto alto de poco menos de 30 pulgadas (la longitud de onda de 440 Hz desde el punto de partida original.

Entonces, ¿qué es una onda transversal?
Imagina una cuerda de violín vibrante. En este caso, las partículas del medio (secciones de la cuerda) viajan de lado a lado en ángulo recto con la dirección de propagación de la onda (que es a lo largo de la cuerda), es decir, en una dirección transversal. Las ondas que ves en la cuerda son ondas transversales. A medida que la cuerda vibra, empuja el aire circundante al igual que el pistón mencionado anteriormente, generando ondas de presión longitudinales de sonido.

Puedes hacer ambos tipos de olas con un Slinky.
Agite un extremo de lado a lado y verá ondas transversales viajar por el Slinky. Empuje y tire de un extremo hacia adelante y hacia atrás, y verá ondas longitudinales viajar por él.

Si todavía hay algo de confusión, tal vez un profesor de física conocido en la lista podría decir las cosas con mayor claridad que yo, que nunca he enseñado acústica. Sin embargo, siempre estoy dispuesto a responder preguntas.

Richard
¡Sigue respondiendo! Es fascinante.

Ahora, ¿qué tal el efecto de la temperatura?

Cuando es una habitación fría, siempre tengo que empujar mi diapositiva de afinación hacia adentro, ¿verdad? (¿O no tengo talento y estoy desesperado por un maestro honesto?)? ¿Es que el aire más frío es más denso y las olas están más juntas?

John Pirtle
No quiero aburrir demasiado la lista, pero aquí vamos.

Si. El aire más frío es más denso, por lo que el sonido viaja más lento, por lo que la longitud de onda correspondiente a una frecuencia determinada es más corta.

Por cada caída de temperatura de 1 grado C, la velocidad del sonido en el aire disminuye aproximadamente 2 pies / segundo. Suponga que su bocina tiene 12.48 pies de largo, lo que corresponde a la frecuencia (1090 pies / seg) / (12.48 pies) = 87.31 Hz (F). Ahora enfríe el aire en la bocina en 10 C. La velocidad del sonido ahora es 20 pies / seg menos, o 1070 pies / seg. Supongamos que la longitud del corno no cambia (¿es así cierto?). La nueva frecuencia es 1070 / 12.48 = 85.7 Hz. ¡Caramba, estás muy plano!

¿Cuánto tendrás que compensar con tu diapositiva de afinación? Desea volver a subir la frecuencia a 87.31 Hz. La longitud de onda de 87.31 Hz en el aire más frío es (1070 pies / seg) / (87.3 Hz) = 12.26 pies. Por lo tanto, la bocina debe acortarse entre 12.48 pies - 12.26 pies = 2.6 pulgadas. El tobogán debe entrar 1.3 ". ¡Eso es mucho!

Ahora probemos la suposición. ¿Cuánto cambiará la longitud del corno? El coeficiente de expansión térmica del latón es de aproximadamente 1.9 x 10 ^ -5. Es decir, por cada 1 grado C de caída de temperatura, el corno se acorta en aproximadamente 19 partes por millón. Entonces, si enfriamos el instrumento en 10 C, se encogerá en 190 ppm, o en 12.48 pies * 190/1000000 = 0.03 pulgadas. Mucho menos que el efecto de la temperatura del aire (y en la otra dirección).

Por cierto, si comprueba los números anteriores, encontrará errores de redondeo aquí y allá que no afectarán los resultados básicos. Alguien más (¿Chris?) Puede explicar cómo resuena el sonido dentro de una bocina.

Richard
Por supuesto, cuando el aire entra en el corno está a la temperatura corporal y se enfría a medida que avanza a través de la envoltura hasta que alcanza la "temperatura del corno". No estoy seguro de cuán lejos estaría esto, pero moderaría el efecto hasta cierto punto. 10 grados C es aproximadamente 18 grados F, y ciertamente he jugado en ese rango de temperatura (variación estacional) sin tener que mover mi diapositiva 1.3 ".
Chris
Herb Foster señaló muy amablemente un error estúpido que cometí en mi último mensaje con respecto a las ondas sonoras:
Espero que no haya confundido el tema con la declaración del violín. Por supuesto, la cuerda que empuja el aire produce muy poco sonido. Las vibraciones viajan por el puente y hacia la parte posterior, donde se irradia la mayor parte del sonido, tanto directamente hacia el cuerpo como a través de los agujeros f.
Por supuesto, Herb tiene toda la razón. No sé dónde estaba mi mente, pero no debe haber estado en el tema correcto.

La moraleja es: no creas todo lo que lees.
Una segunda es: corrige todo lo que escribes.

Richard
Gracias a Chris Stratton por señalar una omisión importante en mi descripción del efecto de la temperatura ambiente en el tono de la bocina:
Por supuesto, cuando el aire entra en el corno está a la temperatura corporal y se enfría a medida que avanza a través de la envoltura hasta que alcanza la "temperatura del corno". No estoy seguro de cuán lejos estaría esto, pero moderaría el efecto hasta cierto punto. 10 grados C es aproximadamente 18 grados F, y ciertamente he jugado en ese rango de temperatura (variación estacional) sin tener que mover mi diapositiva 1.3 ".
Debo admitir que también me sorprendió un poco el 1.3 ", pero no seguí pensando en ello. Si adivinamos que el aire alcanza la" temperatura de la bocina "solo cuando llega a la campana, entonces Necesitaría empujar la diapositiva de afinación a la mitad, o 0.6 ". Eso parece mucho más razonable, y apuesto a que incluso es una sobreestimación.

Durante nuestro calentamiento inicial, también cambiamos la temperatura de la bocina, por lo que para cuando estemos listos para sintonizar otros, es probable que la diapositiva no tenga que ir tan lejos como lo haría mientras el instrumento estaba muerto de frío.

Richard
Para dar una contribución a los comentarios de Richard y Chris: en lugar de tener que sacar la diapositiva de afinación 1.3 ", ¿no es más lógico que los otros jugadores también estén en un tono más bajo? Por lo tanto, la diferencia en el tono solo sería sea ​​en un A absoluto = 440 pero no tan dramático en la orquesta.
Erwin Bous
Eso probablemente sea cierto para el metal, pero * creo * que las cuerdas (¿y los instrumentos de viento de madera?) Se afilan en una habitación más fresca. ?? Así que el caos de la entonación está realmente provocado. ¿Estoy en lo cierto, oh estudiantes de física?

Sé con certeza que los instrumentos de viento de madera chirrían más porque pueden usar la excusa de la "cámara fría". :)

John Pirtle
Richard,

Gracias por los números y la conversión a la longitud de la diapositiva. Pensé que era muy interesante. No creo que el redondeo sea un problema, ya que cinco de cada cuatro personas tienen problemas con las fracciones de todos modos.

Más tarde,

Stephen Pearce
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