El Universo Mecánico capitulo 18: Ondas

Summary

El guion ofrece una visión fascinante de las ondas mecánicas, desde su propagación a través de distintos medios hasta su influencia en la ciencia. Se narra la historia del intento de Isaac Newton por medir la velocidad del sonido, utilizando un péndulo y un pasillo con eco en Trinity College. Newton desarrolló una teoría para calcular esta velocidad, basándose en la presión atmosférica y la densidad del aire, aunque su cálculo resultó ser un 20% incorrecto. A pesar de ello, su aproximación fue un hito científico, ya que nadie antes había intentado medirlo. El guion también explora cómo las ondas se propagan en el agua y el aire, y cómo la longitud de onda, la frecuencia y la amplitud afectan su comportamiento. Finalmente, se destaca cómo Newton ajustó su teoría para coincidir con los datos experimentales, reflejando el proceso de juicio y ajuste en la ciencia.

Takeaways

• 🎵 Las oscilaciones pueden propagarse a través de un medio sin transportar materia, como el aire o el agua.
• 🔍 Experimentos avanzados son posibles según el estado del conocimiento y demuestran la habilidad de físicos experimentales.
• 🌌 Un ejemplo de un experimento actual es la detección de ondas de gravedad provenientes de estrellas.
• ⚡ El sonido se propaga rápidamente pero no a una velocidad infinita, lo que se evidencia en ecos y la llegada del trueno después del relámpago.
• 🕰 Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo con eco en Trinity College.
• 🔊 El sonido es una onda que se propaga a una velocidad definida y es una perturbación que puede ser visualizada y escuchada.
• 🌊 Las ondas, tanto naturales como artificiales, son comunes en la física y pueden ser generadas por humanos, como en la onda humana de 1926.
• 🌐 Las ondas mecánicas, como las de sonido y agua, se propagan a diferentes velocidades dependiendo del medio y la conexión entre partículas.
• 🎶 Los instrumentos musicales emiten ondas sonoras que pueden ser visualizadas y tienen una amplitud, período y frecuencia definidos.
• 🌊 Las olas del mar tienen una compleja interacción con el lecho marino, cambiando de velocidad y forma al acercarse a la orilla.
• 📐 La velocidad del sonido en el aire depende de la presión y densidad del aire, y se puede calcular usando la raíz cuadrada de la presión dividida por la densidad.

Q & A

¿Cómo se propagan las oscilaciones mecánicas a través de un medio?

Las oscilaciones mecánicas se propagan a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia. Son perturbaciones mecánicas que se transmiten desde un punto a otro en el medio.

¿Qué es un experimento de frontera según el estado del conocimiento?

Un experimento de frontera es uno que es apenas posible realizar en un momento dado, dependiendo del nivel actual de conocimiento y la pericia e ingenuidad de los físicos experimentales.

¿Por qué Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido?

Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido como parte de su trabajo en física experimental. Aunque no era su punto fuerte, su inteligencia lo llevó a intentar efectuar esta medición de manera innovadora.

¿Cómo utilizó Isaac Newton un péndulo para medir la velocidad del sonido?

Newton utilizó un péndulo para medir el tiempo que tardaba el sonido en viajar y volver por un pasillo en Trinity College. El péndulo emitía un sonido agudo en el momento en que era soltado, y la comparación entre el tiempo de oscilación del péndulo y el tiempo de ida y vuelta del sonido le permitió calcular la velocidad del sonido.

¿Qué son las ondas y cómo se relacionan con el sonido?

Las ondas son perturbaciones que se propagan a una velocidad definida. El sonido es una onda, una perturbación que se propaga a través de un medio como el aire, y su velocidad es una característica fundamental de la onda.

¿Cómo se forman las ondas en un medio?

Las ondas se forman cuando hay una perturbación en un medio, ya sea natural o artificial. Esta perturbación puede ser causada por una variedad de eventos, como los movimientos moleculares en un gas o la vibración de una cuerda en un instrumento musical.

¿Por qué la luz viaja más rápido que el sonido?

La luz viaja más rápido que el sonido porque es una onda electromagnética que no depende de un medio para propagarse, mientras que el sonido es una onda mecánica que necesita un medio como el aire para viajar.

¿Cómo varía la velocidad de una ola en el agua según su longitud?

La velocidad de una ola en el agua varía en función de su longitud de onda. Las olas de larga longitud avanzan más rápidamente en aguas profundas, mientras que las olas de corta longitud se mueven más lentamente.

¿Cómo se relaciona la amplitud de una onda con su percepción?

La amplitud de una onda es la magnitud de la perturbación y se mantiene a medida que la onda se propaga. En el caso del sonido, la amplitud determina su volumen; cuanto mayor sea la amplitud, más fuerte será el sonido percibido.

¿Cómo se calcula la velocidad de las ondas en el aire?

La velocidad de las ondas en el aire se calcula como la raíz cuadrada de la presión atmosférica dividida por la densidad del aire. Esta relación permite determinar la velocidad del sonido en el aire.

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

Newton ajustó su teoría de la velocidad del sonido para hacerla coincidir con los resultados experimentales más precisos de su época. Aunque su ajuste, conocido como un 'apañó', no es un método científico estándar, refleja su deseo de hacer que su teoría se ajustara a los datos observados.

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

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

Outlines

00:00

🎵 Oscilaciones y ondas mecánicas

El primer párrafo introduce el concepto de ondas y oscilaciones que se propagan a través de un medio sin transportar materia. Se menciona que los experimentos en física pueden ser complejos y dependen del estado del conocimiento. Se destaca el intento de detectar ondas de gravedad como un ejemplo de un experimento avanzado. También se relata el intento de Isaac Newton de medir la velocidad del sonido usando un péndulo y un pasillo con eco en Trinity College, resaltando la importancia de la medición del tiempo en la física experimental.

05:02

🌌 Ondas en la naturaleza y la ciencia

Este párrafo explora cómo las ondas son un fenómeno natural común en la física y la naturaleza. Se describe cómo las ondas se propagan a través de distintos medios como el agua, el aire y la luz. Se menciona el experimento de la mujer que cruzó a nado el Canal de la Mancha en 1926, y cómo se formó una onda humana de choque, comparando este fenómeno con el de las ondas de sonido en un gas. También se hace referencia a la onda de choque generada por la prueba de la primera bomba de hidrógeno en 1952.

10:21

🎶 La belleza de las ondas mecánicas

El tercer párrafo habla sobre la conexión entre las ondas mecánicas y el arte, especialmente en la música. Describe cómo los instrumentos musicales emiten ondas que se propagan a través del aire y cómo estos principios pueden describirse con términos comunes. Se explican conceptos como amplitud, período, frecuencia y longitud de onda, y cómo estos afectan la percepción del tono y volumen de los sonidos. Además, se menciona que todas las ondas de sonido se propagan a la misma velocidad en el aire, independientemente de su frecuencia o amplitud.

15:21

🌊 El comportamiento de las ondas en diferentes medios

Este párrafo se enfoca en cómo las ondas se comportan en diferentes medios, como el agua y el aire. Se discute cómo la velocidad de una ola depende de factores como la rigidez del muelle en un sistema mecánico o la gravedad en el caso del agua. Se explica que las olas oceánicas largas se mueven rápidamente en comparación con las ondas cortas y que esta diferencia de velocidad se debe a la interacción de las ondas con el lecho del mar y la profundidad del agua. También se menciona el concepto de ondas longitudinales y transversales y cómo las ondas en el agua no se ajustan a estos patrones, sino que las partículas de agua giran alrededor de círculos pequeños.

20:27

🔊 La teoría y medición de la velocidad del sonido

El quinto párrafo aborda la teoría de Isaac Newton sobre la velocidad del sonido y cómo intentó medirla. Newton desarrolló una fórmula que relacionaba la velocidad del sonido con la presión atmosférica y la densidad del aire, obteniendo un resultado de 979 pies por segundo. Sin embargo, la medición experimental de William Del Hand dio un resultado más preciso de 1,142 pies por segundo. Newton, buscando conciliar su teoría con los datos experimentales, realizó ajustes y 'aparatos' para mejorar su cálculo, reflejando el proceso de juicio de valor y corrección en la ciencia.

25:31

🔧 La corrección del cálculo de Newton y su legado

El último párrafo revela cómo Newton ajustó su cálculo inicial de la velocidad del sonido para hacerlo coincidir con la medición experimental. A pesar de que su enfoque fue considerado un 'apaño' en la ciencia, Newton logró mejorar su cálculo a 1,143 pies por segundo, muy cercano al valor experimental. El párrafo también menciona que la verdadera razón de la discrepancia entre el cálculo de Newton y la medición experimental fue el efecto de la calefacción del aire al comprimirse, un efecto que no sería descubierto hasta siglos después de su muerte.

Keywords

💡Oscilaciones

Las oscilaciones son movimientos repetitivos que se pueden dar en un sistema mecánico o físico. En el video, se menciona que las oscilaciones pueden propagarse a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia, y se relacionan con la generación de ondas mecánicas, como es el caso del sonido.

💡Ondas mecánicas

Las ondas mecánicas son perturbaciones que se propagan a través de un medio material, como el aire o el agua, manteniendo su forma y velocidad. En el video, se discute cómo el sonido es una onda mecánica que viaja a través del aire y cómo su velocidad es diferente a la de la luz, lo cual se ilustra con el ejemplo del relámpago y el trueno.

💡Velocidad del sonido

La velocidad del sonido es la rapidez con la que se propaga a través de un medio. En el video, se hace referencia a la historia de Isaac Newton, quien intentó medir la velocidad del sonido utilizando un péndulo y un pasillo con eco en Trinity College, aunque su medición no fue precisa según los estándares actuales.

💡Ecos

Los ecos son sonidos reflejados que se escuchan después de que el sonido original ha sido producido. En el contexto del video, se menciona que los ecos son sonidos que se reflejan en paredes alejadas, demostrando que la velocidad del sonido no es infinita y que tarda un tiempo en propagarse.

💡Péndulo

Un péndulo es un体重 de masa conectada a un soporte de forma que puede oscilar libremente. En el video, se describe cómo Newton utilizó un péndulo para medir el tiempo que tardaba el sonido en viajar por un pasillo, lo que le permitió aproximarse a la velocidad del sonido.

💡Osciladores armónicos

Los osciladores armónicos son sistemas que oscilan de manera armónica, es decir, siguiendo un patrón cíclico regular. En el video, se mencionan como una forma de entender y hablar sobre ondas, donde la perturbación en uno de ellos puede pasar al siguiente.

💡Amplitud

La amplitud es la magnitud de una onda, que indica la altura máxima de una cresta o la profundidad mínima de un valle. En el video, se define como la magnitud de la perturbación que se mantiene a medida que la onda se propaga.

💡Período

El período es la duración de un ciclo completo de una onda. En el video, se menciona que cada ciclo completo de una onda tiene una duración definida, y la inversa del período se llama frecuencia.

💡Frecuencia

La frecuencia es la cantidad de ciclos completos de una onda que ocurren en un segundo. En el video, se relaciona con el tono de la música, siendo más alta la frecuencia, más alto será el tono del sonido.

💡Longitud de onda

La longitud de onda es la distancia entre dos puntos equidistantes en una onda, como dos crestas consecutivas. En el video, se establece que la longitud de onda es igual al período multiplicado por la velocidad de la onda.

💡Olas

Las olas son una forma de onda que se propaga, particularmente en el agua. En el video, se discute cómo las olas se comportan de manera diferente a las ondas mecánicas, dependiendo de su longitud y la profundidad del agua donde se encuentran.

Highlights

Las oscilaciones pueden propagarse a través de un medio como el aire o el agua sin transportar materia.

Los experimentos según el estado del conocimiento son pruebas 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 provienen de estrellas.

A finales del siglo 18, un experimento significativo fue el medir la velocidad del sonido.

Isaac Newton intentó medir la velocidad del sonido utilizando un péndulo simple y un pasillo de eco en Trinity College.

El sonido es una onda, una perturbación que se propaga a una velocidad definida.

Las ondas son uno de los fenómenos naturales comunes en el mundo de la física.

Las ondas humanas de choque, como en la gran bienvenida a la primera mujer que cruzó a nado el canal de la Mancha, son un ejemplo de ondas creadas por el movimiento humano.

La primera bomba de hidrógeno en 1952 generó una onda de choque nuclear que fue sentido por todos.

Las ondas mecánicas o impulsos pasan de un átomo a otro a través de fuerzas eléctricas.

Los instrumentos musicales emiten ondas continuas a través del aire que pueden visualizarse y oírse.

La amplitud de una onda es la magnitud de la perturbación y se mantiene a medida que la onda se propaga.

La frecuencia de una onda, que es la inversa del período, determina el tono de la música.

La longitud de onda es igual al período multiplicado por la velocidad de la onda.

Las ondas del sonido y del agua se propagan a velocidades distintas y las olas pueden tener velocidades variadas entre ellas.

Las ondas oceánicas largas se mueven rápidamente en comparación con las ondas cortas en aguas profundas.

Las ondas no son solo longitudinales o transversales; las olas del agua implican que cada partícula da vueltas alrededor de un pequeño círculo.

Cuando una ola se acerca a la orilla, su velocidad disminuye debido al contacto con el lecho del mar.

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

Isaac Newton desarrolló su teoría de la velocidad del sonido, que resultó ser correcta con un margen del 20 por ciento.

Newton utilizó un 'apañó' para ajustar su cálculo de la velocidad del sonido para que coincidiera con los resultados experimentales.

El verdadero motivo de la discrepancia entre el cálculo de Newton y la velocidad medida del sonido es que el aire se calienta cuando se comprime.

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

puntos

en todos los tiempos hay algunos

experimentos que solo son apenas

posibles son experimentos según el

estado del conocimiento

son pruebas 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

medir 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 tardó 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

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 antes la gente puede formar sus

propias ondas y lo han estado haciendo

durante mucho tiempo

[Música]

nueva york 1926 una gran bienvenida ayer

tube 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

[Música]

pero lo que pasa que turno

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]

y

[Música]

[Música]

[Aplausos]

cuando se perturba cualquier sistema

mecánico estable la respuesta de la

naturaleza es el movimiento armónico sin

esto es lo que sucede en el caso de un

oscilador sin

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 otros 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

si es fuerte la perturbación viaja

rápidamente

creo como independencia de la velocidad

o el medio el agua el aire o incluso un

sol y no todas las ondas que se propagan

a través de cualquier medio se llaman

ondas mecánicas

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]

a veces las oscilaciones mecánicas

pueden ser más conmovedoras que

perturbadoras

pueden ser arte a la vez que ciencia y

pueden contarse como tales

[Música]

los instrumentos musicales emiten ondas

continuas a través del aire que pueden

visualizarse y oírse

[Música]

unas masas unidas por muelles pueden

ofrecer una hermosa música pero el

principio es el mismo y podemos

describirla utilizando unos pocos

términos corrientes

cada onda tiene una amplitud que es la

magnitud de la perturbación y que se

mantiene a medida que la onda se propaga

[Música]

y tiene una duración definida para cada

ciclo completo

llamado período

la inversa del periodo se llama

frecuencia

[Aplausos]

el tono de la música depende de su

frecuencia cuanto más alta sea la

frecuencia más alto será el tono del

sonido

[Música]

depende de la amplitud pero sin importar

lo altos que sean los sonidos están

siempre en movimiento e

independientemente del tono del volumen

todos los sonidos se propagan por el

aire a exactamente la misma velocidad si

no fuera así cada oyente hoy día una

ejecución distinta

[Música]

no

ya sea el anda cortez

o larga

cada una tiene una distancia definida

desde una comprensión a la siguiente

llamada longitud de onda

la longitud de onda es igual al periodo

multiplicado por la velocidad de la onda

[Música]

o en otras palabras la frecuencia

multiplicada por la longitud de onda es

igual a la velocidad

una baja frecuencia genera una longitud

de onda larga pero la velocidad es la

misma

[Música]

la velocidad de las ondas en el aire es

siempre la misma con independencia de la

frecuencia de la longitud de onda e

incluso de su amplitud

pero en este mundo no todas las ondas se

dispersan igual

[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 semanas

son juntas y al margen de su longitud

todas las olas disminuyen su velocidad a

medida que se acercan la tierra

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]

1

en el caso de masas conectadas por

muelles 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]

i

las ondas sonoras pueden oírse pero no

verse las ondas sonoras son generadas

por algo que haga vibrar el aire o un

objeto que vibre con el movimiento del

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 zonas depende de la gravedad y 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 unísono

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

hand

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 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