Este es un problema divertido con el que me encontré recientemente, que estoy publicando aquí para su deleite. A todos nos encantan los buenos slinky: se pueden usar para todo tipo de demostraciones divertidas de física. Un ejemplo es el efecto de "reverberación de resorte", que es muy conocido en la industria de efectos de sonido de películas. Si acopla un micrófono a un slinky y luego toca el slinky, se produce un chirrido maravilloso. Así es como hicieron el sonido de los blasters en la franquicia cinematográfica de Star Wars.
Mire y disfrute este video para ver un ejemplo ampliado. El slinky en este caso es una bobina de acero galvanizado de 3,5mm de 100m de longitud. Se utiliza un transductor piezoeléctrico para captar el sonido. ¿Qué propiedad de la bobina le permite producir un ruido tan interesante?
Creo que tengo este, inspirado en esta grabación de sonido transmitido a través del hielo . Lo que escuchas suena muy parecido a un láser de Star Wars, pero también es claramente el chirrido hacia abajo causado por la dispersión distinta de cero en el hielo: las ondas más cortas viajan más rápido, por lo que los sonidos que se propagan a través de suficiente hielo comenzarán con tonos más altos y terminarán con los más bajos.
De una muy breve excursión en Internet, deduzco que los slinkies tienen una relación de dispersión del tipo
Esto significa que la velocidad de fase es y aumenta con la frecuencia. Si molestas al slinky en un lugar y lo escuchas en otro, los tonos más altos llegarán primero y escucharás un chirrido hacia abajo.
He hecho algunos juegos numéricos en Mathematica y parece que es el caso. Para un buen ejemplo, si tiene MM, intente
Sound[{Play[
Re[E^(-((10000 I)/(4 10^-6 I + 60 t)))/Sqrt[10^-6 - 15 I t]], {t, 0, 15}]}]
aunque todavía no tengo una justificación lo suficientemente sólida para ello. (Este es el resultado de una perturbación de la forma a escuchado de lejos en un furtivo de radio y la velocidad del sonido , con la relación de dispersión como la anterior. Desafortunadamente, si lo juegas desde también obtienes el sonido del paquete de ondas hacia la izquierda, que aún no puedo eliminar. Pero la física parece correcta.)
twistor59