Ondas (Universo Mecánico 18)

Summary

El script explora el concepto de las ondas mecánicas, destacando cómo las perturbaciones se propagan a través de distintos medios como el aire o el agua. Se menciona que las ondas son fenómenos naturales comunes en la física y que pueden ser generadas por la naturaleza o por humanos, como en el caso de una ola humana. La historia detalla el intento de Isaac Newton de medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College. Aunque su medición no fue precisa, su enfoque intelectual fue admirable y su teoría sobre la velocidad del sonido estuvo cercana a la correcta, a pesar de su error en un 20%. La discusión también abarca cómo las ondas se propagan a través de la superficie del agua y el interior de sólidos, y cómo la velocidad de las ondas depende de la fuerza que las impulsa, como la gravedad en el caso de las olas o la presión en el de las ondas sonoras. Finalmente, se destaca la importancia de la ciencia y la razón en el avance del conocimiento y la superación de lo mágico y lo oculto.

Takeaways

• 🎶 Las oscilaciones se propagan a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia, y se llaman ondas mecánicas.
• 🔍 Experimentos de la historia han demostrado la pericia e ingenuidad de los físicos, como el intento de detectar ondas de gravedad.
• 🌟 La velocidad del sonido no es infinita y se puede medir, como lo intentó Isaac Newton usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College.
• 📐 El sonido es una onda que se propaga a una velocidad definida, y su comprensión comienza con la observación de osciladores armónicos acoplados.
• 🌊 Las ondas pueden ser generadas por la naturaleza o por el ser humano, como en el caso de Gertrude Eder, quien generó una onda humana al cruzar el Canal de la Mancha.
• 💥 La primera bomba de hidrógeno en 1952 generó una onda de choque nuclear que fue sentido por todos, demostrando el poder de las ondas generadas por eventos extremos.
• 🌌 Desde el Big Bang hasta los efectos en la atmósfera polar, las perturbaciones en un lugar causan reacciones en otro, uniendo fenómenos a través de complejas cadenas de eventos.
• 🔄 Cuando se perturba un sistema mecánico estable, la respuesta natural es el movimiento armónico simple, que es esencial para entender las ondas mecánicas.
• 🌐 Las ondas mecánicas, como las ondas de sonido y de agua, se propagan a través de la interacción entre partículas de materia, y su velocidad depende del medio y de las fuerzas que las unen.
• 🌊 Las olas en el mar se ven afectadas por la gravedad y la profundidad del agua, lo que determina su velocidad y forma, y se rompen al acercarse a la orilla debido a la interacción con el lecho del mar.
• 🎵 Las ondas sonoras son generadas por vibraciones que comprimen y expanden la densidad del aire, y su velocidad depende de la presión y la densidad del aire.

Q & A

¿Cómo se propagan las oscilaciones mecánicas?

Las oscilaciones mecánicas se propagan a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia. Estas perturbaciones son conocidas como ondas.

¿Qué es un experimento de sonido que solo es posible en un estado determinado del conocimiento?

Un ejemplo de nuestro tiempo sería el intento de detectar las ondas de gravedad que provienen de estrellas lejanas.

¿Cómo intentó Isaac Newton medir la velocidad del sonido?

Newton utilizó un pasillo largo en Trinity College donde se producía eco, y un péndulo simple para medir el tiempo que tardaba el sonido en ir y volver por el pasillo.

¿Cómo se relaciona la velocidad de un sonido con la presión y la densidad del aire?

La velocidad del sonido depende de la presión y la densidad del aire. En el aire, es aproximadamente igual a la raíz cuadrada de la presión dividida por la densidad del aire.

¿Por qué la velocidad de las olas en el mar difiere según la profundidad del agua?

La gravedad determina la velocidad a la que viaja una ola y también la longitud de onda. En aguas profundas, las olas largas se mueven rápidamente, mientras que en aguas poco profundas, la velocidad de la ola es aproximadamente igual a la raíz cuadrada de la aceleración de la gravedad multiplicada por la profundidad del agua.

¿Cómo se forman las ondas humanas en una multitud?

Las ondas humanas se forman cuando una persona inicia un movimiento que se transmite a la siguiente, dejando un vacío parcial en su estela, similar a los movimientos moleculares de una onda de sonido en un gas.

¿Por qué las ondas sonoras son generadas por el aire que vibra debido a una fuente de luz?

Las ondas sonoras son generadas por cualquier objeto que haga vibrar el aire a su alrededor. La vibración comprime y expande la densidad del aire con cada vibración, lo que resulta en una onda sonora que lleva la misma frecuencia que su fuente.

¿Cómo se definen las ondas longitudinales y transversales?

Las ondas longitudinales son aquellas en las que las masas y los muelles oscilan a lo largo de la dirección que los conecta. Las ondas transversales son aquellas en las que las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

¿Qué fenómeno ocurre cuando una ola se acerca a la orilla del mar?

Cuando una ola se acerca a la orilla, su velocidad disminuye debido al contacto progresivo con el lecho del mar. Esto altera la forma senoidal de la ola, y si la profundidad del agua es suficientemente浅, la ola puede romper.

¿Por qué Newton consideró necesario ajustar su teoría de la velocidad del sonido después de su cálculo inicial?

Newton ajustó su teoría para que coincidiera con los valores experimentales más precisos de la época, que fueron determinados por William Derham. Aunque su ajuste se convirtió en un 'apañamiento', refleja su esfuerzo por hacer que la ciencia y la razón triunfen sobre lo mágico y lo oculto.

¿Cuál es la verdadera razón de la discrepancia entre el cálculo de Newton y la velocidad medida del sonido?

La verdadera razón es que el aire se calienta cuando se le comprime, lo que causa una recuperación ligeramente más rápida que la esperada, un efecto sutil que no sería descubierto hasta un siglo después de la muerte de Newton.

Outlines

00:00

🎵 Propagación de las ondas y experimentos históricos 🎵

Este primer párrafo introduce el concepto de las ondas y cómo pueden viajar a través de distintos medios como el aire o el agua sin transportar materia. Se menciona que las perturbaciones mecánicas se denominan ondas y que a lo largo de la historia han habido experimentos que solo eran posibles en su momento, demostrando la habilidad y astucia de los físicos experimentales. Se destaca el intento de detectar ondas de gravedad como un ejemplo moderno, y se rememora el experimento de Isaac Newton para medir la velocidad del sonido en el Trinity College, usando un péndulo para medir el tiempo de ida y vuelta del sonido por un pasillo. Además, se explora la idea de que el sonido es una onda que se propaga a una velocidad definida, y se presentan los osciladores armónicos acoplados como una introducción a la discusión sobre ondas, incluyendo la presión y la luz como ejemplos de fenómenos ondulatorios.

05:02

🌊 Ondas mecánicas y su propagación a través de distintos medios 🌊

El segundo párrafo profundiza en la naturaleza de las ondas mecánicas, destacando que, similares a las ondas de sonido, todas las ondas se propagan a través de un medio y que su velocidad depende de la conexión entre las partículas de materia. Se ilustra cómo las ondas pueden viajar a través de agua, aire y sólidos, y cómo la fuerza que une las partículas (como la electricidad en los átomos o la gravedad en el agua) influye en la velocidad de propagación de la onda. Además, se describe cómo las ondas de diferentes longitudes se comportan en el agua, y cómo la gravedad afecta tanto la velocidad como la longitud de onda de las olas. Finalmente, se mencionan los dos tipos de ondas: longitudinales y transversales, y se aclara que las olas no son puramente de uno u otro tipo, sino que las partículas de agua en la superficie giran en círculos pequeños, creando la ondulación típica.

14:18

🌐 Velocidad y características de las olas y las ondas sonoras 🌐

Este párrafo se enfoca en las diferencias en la velocidad de propagación de las olas y las ondas sonoras, y cómo estas velocidades varían en diferentes condiciones. Se explica que las olas largas en el océano se mueven más rápidamente que las olas cortas, pero cerca de la orilla, todas las olas disminuyen su velocidad a medida que se acercan a la tierra. Se discute la mecánica detrás de esto, y cómo las olas cambian su forma y eventualmente se rompen al entrar en contacto con el lecho marino. Además, se explora la generación de ondas sonoras por el aire que vibra debido a una fuente, y cómo la frecuencia de estas ondas coincide con la de la fuente. Se menciona que la velocidad del sonido depende de la presión y la densidad del aire, y se proporciona la fórmula para calcularla. Finalmente, se destaca cómo Newton desarrolló su teoría sobre la velocidad del sonido y cómo sus cálculos, aunque no exactos, marcaron un hito en la comprensión científica del fenómeno.

19:19

⚖️ La teoría de Newton sobre la velocidad del sonido y su ajuste ⚖️

El cuarto párrafo relata cómo Isaac Newton, después de haber desarrollado su teoría sobre la velocidad del sonido, intentó ajustar sus cálculos para que coincidieran con los resultados experimentales más precisos de su época. Newton determinó que la velocidad del sonido debería ser igual a la raíz cuadrada de la presión atmosférica dividida por la densidad del aire, y al introducir los valores, obtuvo un resultado de 979 pies por segundo. Sin embargo, al darse cuenta de que este resultado no coincidía con los experimentos de William Derham, que obtuvo un valor de 1.142 pies por segundo, Newton procedió a ajustar su teoría, lo que en ciencia se conoce como un 'apaño'. Newton consideró factores como la densidad del aire y el espacio entre las moléculas, y después de varios cálculos y ajustes, llegó a una cifra de 1.143 pies por segundo, que se ajustaba mejor a los datos experimentales. Aunque la verdadera razón de la discrepancia no se descubrió hasta después de su muerte, Newton se quedó satisfecho con su aproximación y su compromiso con la ciencia y la razón.

24:20

🔍 Errores y ajustes en la ciencia: el caso de Newton y la velocidad del sonido 🔍

En el último párrafo, se aborda la naturaleza de los errores y ajustes en la ciencia, usando el ejemplo de Newton y su teoría sobre la velocidad del sonido. Se destaca que Newton, a pesar de su genio, cometió un error al calcular la velocidad del sonido, pero su capacidad para reconocer y ajustar su teoría demuestra su compromiso con la ciencia. Se aclara que la verdadera razón del error en el cálculo de Newton fue que el aire se calienta cuando se comprime, lo que causa una recuperación más rápida de la presión que la teoría inicialmente consideraba. Este efecto, aunque sutil, fue relevante y no fue descubierto hasta un siglo después de la muerte de Newton. El párrafo concluye con la afirmación de que los logros de Newton en la ciencia han dejado una huella importante y que su enfoque racional y su capacidad para corregir sus errores han sido fundamentales para el avance de la física y la ciencia en general.

Keywords

💡Oscilaciones

Las oscilaciones son movimientos periódicos que pueden propagarse a través de un medio sin transportar materia. Son fundamentales para entender el concepto de ondas en física. En el video, se menciona que las oscilaciones son la base de las ondas mecánicas, como el sonido, que se propagan a través del aire o el agua.

💡Ondas mecánicas

Las ondas mecánicas son perturbaciones que se propagan a través de un medio material, como el aire o el agua, causando una serie de oscilaciones en las partículas del mismo. En el video, se discute cómo las ondas mecánicas se relacionan con el sonido y cómo se propagan a diferentes velocidades dependiendo del medio y la conexión entre partículas.

💡Velocidad del sonido

La velocidad del sonido es la rapidez con la que se propaga el sonido a través de un medio. Es un concepto clave en el video, ya que Isaac Newton intentó medirla usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College. La velocidad del sonido también es utilizada para ilustrar cómo las ondas mecánicas se mueven a través de un medio.

💡Péndulo

Un péndulo es un objeto sujeto a la acción de la gravedad que oscila alrededor de un punto fijo. En el video, Newton utiliza un péndulo para medir el tiempo que tarda el sonido en viajar a través de un pasillo, lo que le ayuda a calcular la velocidad del sonido. El péndulo sirve como un instrumento de medición de tiempo en el experimento descrito.

💡Oscilador armónico

Un oscilador armónico es un sistema que oscila de manera periódica sin pérdida de energía. En el video, se usan dos osciladores armónicos acoplados para ilustrar cómo las ondas se propagan y se relacionan con el movimiento armónico simple y la mecánica de las ondas.

💡Wittstock 1952

Wittstock 1952 se refiere a la prueba de la primera bomba de hidrógeno, un evento histórico que generó una gran onda de choque nuclear. En el video, se utiliza como ejemplo de cómo las ondas, en este caso, las ondas de choque nucleares, son un fenómeno que puede ser causado por eventos extremos y tienen efectos a gran escala.

💡Ola de choque

Una onda de choque es una perturbación repentina y violenta que se propaga a través de un medio. En el video, se describe cómo una onda de choque puede ser causada por una explosión, como la de la primera bomba de hidrógeno, y cómo se siente el calor de la primera onda de choque nuclear durante la Guerra Fría.

💡Gertrude Ederle

Gertrude Ederle es mencionada en el video como la primera mujer que cruzó a nado el canal de la Mancha en 1926. Su logro se utiliza como ejemplo de una onda humana de choque, donde el movimiento de una persona puede generar una onda que se propaga a través de un grupo de personas, similar a cómo se propagan las ondas en un medio físico.

💡Big Bang

El Big Bang es la teoría que describe el inicio del universo a partir de una explosión gigantesca. En el video, se hace referencia al Big Bang para ilustrar el concepto de que una perturbación en un lugar puede causar una reacción en otro lugar, y cómo este principio se aplica a las ondas y a la propagación de perturbaciones en diferentes contextos.

💡Newton

Isaac Newton es uno de los físicos más importantes de la historia, mencionado en el video por su intento de medir la velocidad del sonido y por su teoría de la gravedad. Newton utilizó un péndulo para medir el tiempo de ida y vuelta del sonido en un pasillo y desarrolló una teoría para calcular la velocidad del sonido, que resultó ser aproximadamente correcta dentro de un margen del 20 por ciento.

💡Mecánica de las ondas

La mecánica de las ondas es el estudio de cómo se comportan las ondas y se propagan a través de diferentes medios. En el video, se discute cómo las ondas mecánicas responden a las perturbaciones y regresan a su posición inicial, y cómo la velocidad de una onda depende de factores como la rigidez del muelle, la masa de los osciladores y la distancia de equilibrio entre ellos.

Highlights

Las oscilaciones pueden propagarse a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia, y se llaman ondas mecánicas.

Experimentos según el estado del conocimiento son una prueba de la pericia e ingenuidad de los físicos experimentales más agudos.

Un ejemplo de experimentos modernos es el intento de detectar las ondas de gravedad que provienen de estrellas.

A finales del siglo 18, Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo de eco en Trinity College.

El sonido se propaga a una velocidad definida, y su velocidad no es infinita, lo que se evidencia en ecos y la diferencia entre ver relámpagos y oír truenos.

Newton desarrolló una teoría para la velocidad del sonido y determinó que debía ser igual a la raíz cuadrada de la presión atmosférica dividida por la densidad del aire.

Las ondas mecánicas, como las ondas de sonido y agua, se propagan a velocidades distintas y dependen de la fuerza que las impulsa, como la gravedad.

Las olas oceánicas largas se mueven rápidamente en comparación con las ondas cortas debido a su longitud y la profundidad del agua.

Las ondas no son solo longitudinales o transversales; las olas en el agua producen un movimiento circular de las partículas en la superficie.

Cuando una ola se acerca a la orilla, su velocidad disminuye debido al contacto con el lecho del mar, lo que eventualmente causa la quebra de la ola.

La velocidad del sonido en el aire depende de la presión y la densidad del aire, y se calcula como la raíz cuadrada de la presión dividida por la densidad.

Newton, después de un juicio de valor, ajustó su teoría de la velocidad del sonido para hacerla coincidir con los resultados experimentales más precisos.

El ajuste que realizó Newton para su teoría de la velocidad del sonido es conocido como un 'apañó' en las ciencias.

La verdadera razón de la discrepancia entre el cálculo de Newton y la velocidad medida del sonido es el calentamiento del aire al comprimirse, lo que causa una recuperación más rápida.

Newton defendió su teoría de la gravedad argumentando que era correcta debido a que sus predicciones numéricas eran precisas y correctas.

El empuje continuo de la revolución científica desde Copérnico en adelante consistió en eliminar lo mágico y lo oculto de la ciencia.

Newton consideró inaceptable la discrepancia entre su teoría y los resultados experimentales, lo que lo llevó a ajustar su cálculo para cumplir con los datos observados.

Transcripts

[Música]

las oscilaciones pueden propagarse a

través de un medio como el aire o el

agua sin transportar materia

estas perturbaciones mecánicas se llaman

hondos

en todos los tiempos hay algunos

experimentos que solo son apenas

posibles son experimentos según el

estado del conocimiento

son prueba de la pericia e ingenuidad de

los físicos experimentales más agudos

un ejemplo de nuestro tiempo sería el

intento de detectar las ondas de

gravedad que nos llegan de estrellas

a finales del siglo 18 un experimento

según el estado del conocimiento fue el

medio y la velocidad del sonido

el sonido nos llega normalmente a través

del aire si no hubiera ir en esta

habitación ustedes no me dirían cuando

hablo claro que si no hubiera aire aquí

tendrían problemas más graves pero esa

es otra historia

el sonido se propaga muy rápidamente

pero su velocidad no es infinita podemos

decir que tarda algún tiempo porque

podemos oír ecos por ejemplo sonidos que

se reflejan en paredes alejadas y

también vemos el relámpago antes de oír

el trueno porque la luz viaja mucho más

rápida que el sonido

hace 300 años isaac newton fue una de

las personas que intentó medir la

velocidad del sonido

su medida no crean que fue la mejor de

su época la física experimental es un

arte especial y éste no era el punto

fuerte de newton

pero como él era muy inteligente resulta

interesante ver cómo intentó efectuar

esta medición

en el trinity college lugar donde vivía

y trabajaba había un largo pasillo donde

se producía eco

y el trato de medir el tiempo que

tardaba el sonido en ir y volver por el

pasillo como instrumento para medir el

tiempo utilizo un péndulo simple como

recordarán el tiempo que tarda un

péndulo en efectuar una oscilación

completa depende de su longitud él se

las arregló para emitir un sonido agudo

en el preciso momento en que soltaba el

péndulo si el péndulo volvía antes que

el sonido es que era demasiado rápido y

había que alargarlo si el sonido

regresaba primero la oscilación del

péndulo era muy lenta y había que

acortarlo y de esta manera newtons se

fue acercando más y más a la cantidad

exacta de tiempo que tardaba el sonido

en ir y volver por el pasillo midiendo

de esta manera la velocidad del sonido

hoy me gustaría darles una idea general

de lo que es el sonido

el sonido es una onda una perturbación

que se propaga a una velocidad definida

como las ondas de esta máquina y una

buena manera de comenzar nuestra charla

sobre ondas es con estos dos osciladores

armónicos que están acoplados entre sí

[Música]

agua

y luz

y sonido

incluso la presión todos ellos se

propagan por ondas de hecho las ondas

son uno de los fenómenos naturales

comunes en el mundo de la física

[Música]

y la naturaleza no es la única que puede

formar ondas la gente puede formar sus

propias hondos y lo han estado haciendo

durante mucho tiempo

[Música]

nueva york 1926 una gran bienvenida a

gertrude edil la primera mujer que cruzó

a nado el canal de la mancha

pero aquí ocurre algo más que lo que

salta a la vista y es mucho menos lo que

salta a la vista de la huésped de honor

esta es una onda humana de choque con

una onda frontal circular como los

movimientos moleculares de una onda de

sonido en un gas

observen como la onda se mueve de una

persona a la siguiente dejando un vacío

parcial en su estela

esta onda frontal no recurrente era

inofensiva

[Música]

en y wittstock 1952 la prueba de la

primera bomba de hidrógeno

todo el mundo siente el calor de la

primera onda de choque nuclear durante

la guerra fría

pero el fenómeno de emitir ondas es muy

anterior a 1952 e incluso anterior a

1926

nos lleva al principio de los tiempos y

al del universo mismo

la gran explosión

[Música]

y desde el mismo principio de todo una

perturbación en un lugar sea natural o

no inevitablemente causa una reacción en

otro lugar y así continúa una

perturbación en el tiempo atmosférico en

una región polar causa problemas en el

paraíso de una isla tropical

no no

todo lo que pasa

la cadena de acontecimientos terrestres

y fenómenos unidos por lazos

infinitamente complejos podemos

observarse mejor a distancia

pero se comprenden mejor vistos de cerca

y es así porque a pesar de lo complejo

que se nos presenta el sistema hay un

principio subyacente que comienza a

explicar sus aspectos físicos

cuando se unen simples sistemas

mecánicos una perturbación en uno de

ellos pasará al siguiente

[Música]

[Aplausos]

[Música]

[Música]

[Aplausos]

[Música]

cuando se perturba cualquier sistema

mecánico estable la respuesta de la

naturaleza es el movimiento armónico

simple

esto es lo que sucede en el caso de un

oscilador simple

pero cuando se unen varios osciladores

entre sí una perturbación en uno de

ellos

pasa al siguiente

y así sucesivamente

esta es la esencia de una honda mecánica

[Música]

a veces los osciladores mecánicos

individuales son fáciles de percibir

en muchos casos la onda misma se puede

ver con más facilidad que los

osciladores individuales

tal vez resulte más sorprendente el

hecho de que las ondas se propagan no

solo a lo largo de la superficie del

agua

[Música]

sino incluso

a través del interior de un sólido

cristalino

la velocidad de una perturbación depende

del medio que atraviesa y de la conexión

entre una partícula de materia y la

siguiente

si la unión es débil la perturbación

pasa lentamente

[Música]

si es fuerte la perturbación viaja

rápidamente

creo con independencia de la velocidad o

el medio el agua el aire o incluso un

sólido todas las ondas que se propagan a

través de cualquier medio

se llaman ondas mecánicas

[Música]

las ondas mecánicas o impulsos pasan a

través del cristal de un átomo a otro

porque cada átomo está ligado a una

posición de equilibrio por fuerzas

eléctricas

cuando se los perturba actúan

mecánicamente de la misma forma que las

masas unidas por muelles

cuando un impulso se mueve a través de

un sistema cada oscilador simple no se

desplaza muy lejos pero la perturbación

se propaga todo a lo largo

[Música]

las ondas del sonido y del agua se

propagan a velocidades distintas y a

diferencia de las ondas de sonido las

olas pueden propagarse a velocidades

distintas unas de otras

a una distancia considerable de un

continente lejos fuera en mar profundo

las olas largas avanzan más rápidamente

que las cortas

pero cerca de la orilla las olas avanzan

juntas y al margen de su longitud todas

las olas disminuyen su velocidad a

medida que se acercan la tierra

mecánica de las ondas eso es así en

definitiva

porque en la tierra o en el mar en

realidad en todas partes todas las ondas

mecánicas siguen los mismos principios

básicos

dondequiera que se emitan ondas los

osciladores armónicos responden y luego

vuelven a su posición inicial los

osciladores están unidos de forma tal

que cada ciclo de 1 excita al oscilar

que está a su lado que es lo que

determina la velocidad con que se mueve

la onda

[Música]

en el caso de masas conectadas por

muelles y la velocidad de la onda

depende de la rigidez del muelle

de la masa de cada oscilador y de la

distancia de equilibrio entre ellas

[Música]

en el agua la gravedad es la fuerza que

hace que el agua retorne a su posición

inicial esa es la razón por la cual la

gravedad determina la velocidad a la que

viaja una ola pero así también la

determina la propia longitud de onda

si la profundidad del agua es mucho

mayor que la longitud de onda

su velocidad es aproximadamente igual a

la raíz cuadrada de la aceleración de la

gravedad

[Música]

multiplicada por la longitud de onda y

dividida por 2

[Música]

en otras palabras las olas oceánicas

largas se mueven rápidamente mientras

que las ondas cortas se mueven más

lentamente el resultado es que en aguas

profundas las ondas largas pasan bajo

los rizos de la superficie

[Música]

las olas ya sean largas o cortas

difieren de las simples ondas mecánicas

en otros aspectos

por ejemplo las masas y los muelles

pueden oscilar a lo largo de la

dirección que los conecta se llaman

ondas longitudinales

y también se las puede hacer oscilar

lateralmente

estas se llaman ondas transversales

pero las olas no son ondas

longitudinales y transversales en vez de

ello cada partícula del agua de la

superficie da vueltas alrededor de un

pequeño círculo cada uno de ellos

levemente desplazado del siguiente dando

en conjunto la familiar ondulación de la

superficie del agua

[Música]

cuando una ola se acerca a la orilla

entra en contacto progresivo con el

lecho del mar que hace disminuir su

velocidad

y

cuanto más cerca es de la superficie del

fondo más lenta es la hora

en aguas poco profundas la velocidad de

la ola es aproximadamente igual a la

raíz cuadrada de la aceleración de la

gravedad multiplicada por la profundidad

del agua

cuando esto ocurre la parte gruesa de la

onda se mueve más rápido que la parte

delgada echando a perder la forma

senoidal de la ola y por último haciendo

que la ola rompa

[Música]

las ondas sonoras pueden oírse pero no

verse las ondas sonoras son generadas

por la luz que haga vibrar el aire a un

objeto que vibre pone en movimiento el

aire a su alrededor comprimiendo y

expandiendo su densidad con cada

vibración

esa es la razón por la que una onda

sonora generada lleva igual frecuencia

que su fuente

la fuerza que dirige a una onda sonora

es debida al cambio de presión cuando la

densidad del aire crece o decrece

de la misma manera que la velocidad de

las olas depende de la gravedad la

velocidad del sonido depende de la

presión y de la densidad del aire

en el aire la velocidad del sonido es

aproximadamente igual a la raíz cuadrada

de la presión dividida por la densidad

del aire

por todo el mundo

en el lugar más apacible y en el más

violento incontables partículas de

materia vibran al mismo

y de acuerdo con los principios del

movimiento armónico crean el fenómeno de

la onda mecánica

[Música]

en fin ahora ya estamos en condiciones

de comprender por que isaac newton

jugaba con un péndulo en el pasillo del

trinity college él había desarrollado su

teoría de la velocidad del sonido y

determinó que debía ser igual a la raíz

cuadrada de la presión atmosférica

dividida por la densidad del aire

y cuando introdujo estos valores para

hallar su valor

el resultado fue novecientos setenta y

nueve pies ingleses por segundo newton

trataba de medir la velocidad para

asegurarse de que su teoría era la

correcta

pero esta teoría que hizo newton no fue

la mejor para esa época la mejor de esa

época fue la realizada por william del

hang

quien consiguió un resultado de 1.142

pies ingleses por segundo

y en este punto newton tuvo que hacer lo

que todo científico debe hacer todas las

veces tuvo que hacer un juicio de valor

su teoría pronosticaba ese número el

experimento dio esa medida y la pregunta

es es correcta o incorrecta la

coincidencia o no coincidencia de estos

números es satisfactoria o no es

satisfactoria

hoy día mirando atrás retrospectivamente

sabemos que lo que newton hizo fue un

absoluto y sorprendente logro

intelectual porque antes de newton no

había nadie que tuviera ni idea de lo

que sería la velocidad del sonido

newton tuvo la idea la correcta idea de

lo que era el sonido y calculó una

velocidad que era correcta con un margen

del 20 por ciento

con lo cual debía haber quedado

satisfecho newton reflexionó sobre esta

situación y la encontró total y

completamente inaceptable

y esto fue así porque el empuje continuo

de la revolución científica desde

copérnico en adelante era arrojar lo

mágico y lo oculto fuera de la ciencia

newton había introducido en la ciencia

su teoría de la gravitación en la cual

invisibles fuerzas actuaban entre

cuerpos separados entre sí por grandes

distancias y con la absoluta nada entre

esos cuerpos y eso la magia

la defensa de newton de su propia teoría

de la gravedad era decir que era

correcta porque funcionaba bien es decir

que daba precisas y correctas

predicciones numéricas y eso dijo es la

verdadera prueba para que la ciencia sea

válida una idea

pero si la coincidencia precisa es la

prueba de la validez de su teoría de la

gravitación también tendría que serlo de

su teoría de la velocidad del sonido y

su resultado estaba equivocado en un 20%

y newton se puso a la tarea de hacer

correcta su teoría

lo que él hizo tiene un nombre especial

en ciencias se denomina apaño y es algo

que un científico jamás hace

este no es un apaño cualquiera es un

apaño ha hecho por el gran isaac newton

en el libro clásico de la ciencia en el

propio principio

les voy a contar lo que él hizo estén

atentos lo primero que él dijo fue el

sonido se propaga a 979 pies por segundo

no a través del aire sino a través del

espacio entre las moléculas del aire el

sonido en realidad recorre una mayor

distancia cada segundo porque las

moléculas mismas están ocupando espacio

cuánto espacio ocupan las moléculas él

dijo sabemos que la densidad del aire es

470 veces menor que la densidad del agua

en otras palabras si imaginamos un

volumen como este conteniendo aire dicho

aire podría comprimir se en 1 partido

470 de ese volumen una cosita como esta

y si hiciésemos eso la distancia lineal

que ocupaba sería un noveno de la

distancia lineal original la distancia

adicional que el sonido recorre en un

segundo es 979 que dividido por nueve

nos da un suplemento de 108 si se agrega

esta cifra de esa otra se obtiene mil

ochenta y ocho pies por segundo

un resultado más cercano pero no bueno

aún para newton entonces dice bueno el

aire es 10 vapor de agua que como sabes

no lo dice y por supuesto el agua no

participa en este proceso porque no él

no dice por qué no pero dice cuando

dividimos por la raíz cuadrada de la

densidad del aire cometimos un error

debemos dividir por la raíz cuadrada de

nueve décimos de la densidad del aire

porque la décima parte restante es agua

luego debemos agregar a esto mil 88

dividido por la raíz cuadrada de 09 es

decir un 5% adicional

alrededor de 55 pies si se añade 55 pies

esta cifra se obtiene mil 143 pies por

segundo que se parecen a los mil 142

pies por segundo y newton se quedó

satisfecho de esa forma ser isaac newton

hizo que la ciencia y la razón

triunfarán sobre lo mágico y lo oculto

hasta el próximo bien

la verdadera razón de la discrepancia

entre el cálculo de newton y la

velocidad medida del sonido es que el

aire se calienta cuando se le comprime

causando una recuperación ligeramente

más rápida que la esperada

el efecto es tan sutil que no sería

descubierto hasta un siglo después de la

muerte de newton