Cuando dos objetos chocan y experimentan una colisión parcialmente inelástica (como todos los que experimentamos en la vida cotidiana), rebotan hasta cierto punto, pero la energía cinética no se conserva. Por lo tanto, la energía del movimiento debe convertirse en otro tipo de energía. Por lo tanto, cuando dos objetos chocan, las formas de energía más comunes en las que se convierte la energía cinética son la energía del sonido y la energía térmica.
Algunas colisiones son más fuertes que otras simplemente porque causan una mayor variación local de presión (que luego se propaga a través del aire hasta que finalmente se escucha). Entonces, ¿por qué algunos objetos, incluso si la velocidad antes y después de la colisión parece ser la misma, son más fuertes que otros? Es decir, ¿cómo entran en el fenómeno las distintas propiedades materiales?
¿Cómo y por qué, mediante la mecánica de sólidos y fluidos o con un razonamiento microscópico heurístico, se puede explicar este proceso?
El sonido son ondas de presión longitudinales en el aire. Se pueden producir de dos maneras en una colisión.
El impacto puede generar ondas de presión o zumbidos en los propios cuerpos que luego interactúan con el medio circundante para producir sonidos audibles. Este es el mecanismo de una campana.
Si se expulsa suficiente aire del espacio entre los dos cuerpos a medida que se acercan, el sonido puede producirse directamente (el desplazamiento es el evento iniciador) o un efecto secundario de ese aire que sale a toda velocidad interactuando con los bordes de los cuerpos. Este mecanismo es tan raro en la vida cotidiana que no puedo pensar en un ejemplo que se me ocurra.
Entonces, ¿por qué algunos objetos, incluso si la velocidad antes y después de la colisión parece ser la misma, son más fuertes que otros? Es decir, ¿cómo entran en el fenómeno las distintas propiedades materiales?
Como dijo dmckee
El sonido son ondas de presión longitudinales en el aire...
- El impacto puede generar ondas de presión o zumbidos en los propios cuerpos que luego interactúan con el medio circundante para producir sonidos audibles. Este es el mecanismo de una campana.
Sin embargo, lo que estaba implícito pero no necesariamente aparente es que el tamaño y la forma cambiarán la intensidad del sonido. Es decir, dada una campana y un bloque del mismo metal de la misma masa, la campana sonará más fuerte debido a la mayor área de superficie (también sonará durante más tiempo debido a la resonancia armónica, que almacena la energía del 'timbre').
- Si se expulsa suficiente aire del espacio entre los dos cuerpos a medida que se acercan, el sonido puede producirse directamente (el desplazamiento es el evento iniciador) o un efecto secundario de ese aire que sale a toda velocidad interactuando con los bordes de los cuerpos. Este mecanismo es tan raro en la vida cotidiana que no puedo pensar en un ejemplo que se me ocurra.
Aplausos y una pelota de squash golpeando una pared son dos ejemplos. Desafortunadamente, hay dos fuentes de sonido.
el 'timbre' como se describe en el primer punto de dmckee. Es decir, la vibración de la piel que no está entre las dos manos, la vibración dentro de la pelota de squash.
la brusca expulsión/ratificación del aire. Es decir, el aire entre las dos manos, la deformación de la pelota de squash contra una pared.
El segundo punto de dmckee no son colisiones elásticas. De hecho, diría que cualquier colisión de este tipo no está lo suficientemente cerca de ser idealmente elástica para calificar para ser llamada elástica. Tal colisión hará que se pierda demasiada energía luchando contra las fuerzas de succión y la pérdida de calor térmico.
El sonido es generado por la onda de presión del aire y la colisión proporciona energía para transformarse en sonido.
DJBunk
usumdelphini
dmckee --- gatito ex-moderador