Conceptos clave
Sonido
ondas
Audición

De los estándares nacionales de educación científica: Transferencia de energía

Introducción
¿Alguna vez ha intentado tener una conversación con alguien tan lejos que no pueden oírse realmente? Sin gritar, es difícil tener una conversación larga distancias. Por eso, en estos días es bueno poder usar teléfonos para hablar con alguien, ya sea que esté a 100 metros o 100 millas de distancia.

Antes de que existieran los teléfonos celulares o incluso los teléfonos inalámbricos, todos los teléfonos estaban conectados a cables que ayudaban a transmitir el sonido de la voz de una persona (a través de una señal eléctrica). Y puede usar el mismo concepto para construir su propio teléfono usando solo tazas y algo de cuerda. ¿Qué mensaje vas a compartir con la cuerda?

Antecedentes
Cuando hablamos, nuestras cuerdas vocales hacen vibrar moléculas en el aire. (Puedes sentir las vibraciones sosteniendo tu mano contra tu garganta mientras hablas). Esas moléculas de aire que vibran hacen que otras moléculas de aire a su alrededor vibren, y así sucesivamente, que es la forma en que el sonido viaja a través del aire. (Diferentes tonos de sonido se mueven en ondas que tienen diferentes espacios entre ellos, o «frecuencia»). Otras fuentes de sonido, como las cuerdas de guitarra, violín o piano, son buenos ejemplos de cómo las vibraciones pueden generar sonido.

Dentro de nuestras orejas hay pequeños pelos sensibles. Recogen las vibraciones y transmiten esa información a nuestro cerebro, que la interpreta como sonido. El cerebro interpreta los sonidos como si tuvieran diferentes tonos, según la frecuencia o el espaciamiento de las ondas.

Pero las partículas en el aire se separan entre sí más que las partículas en un líquido o un sólido . Por lo tanto, las vibraciones del sonido tienden a desaparecer antes de viajar muy lejos. Tener un material conectivo suave, como una cuerda de algodón, que tiene una mayor densidad o número de moléculas en una cantidad determinada de espacio que el aire, puede ayudar a que las ondas sonoras se muevan a una mayor distancia.

Materiales
• Dos vasos de papel grandes (los vasos de plástico desechables también funcionan)
• Dos sujetapapeles o palillos de dientes
• Longitud de hilo de algodón o hilo de pescar de aproximadamente 10 a 30 pies de largo
• Área tranquila

Preparación
• Perfora un pequeño agujero en el centro del fondo de cada vaso (para vasos de plástico, es posible que necesites un clavo u otra herramienta afilada, así que ten cuidado al completar este paso).
• Rosca un extremo de la cuerda a través del fondo de cada taza.
• Coloque un clip o un palillo de dientes en la parte inferior de cada taza y ate el extremo suelto de la cuerda a su alrededor (el clip o púa está aquí para evitar que la cuerda se resbale por el fondo de la taza).

Procedimiento
• Dale una taza a tu interlocutor y sostén una tú mismo.
• Camina lentamente hasta que la cuerda se conecte las tazas están rectas y apretadas.
• Ponga la taza sobre su oreja y pídale a su compañero que hable en su taza (mantenga la conversación relativamente tranquila si está parados cerca uno del otro, pero asegúrese de hablar más alto que un susurro).
• ¿Puedes oír hablar a tu pareja?
• Ahora intente hablar en su taza y haga que su pareja escuche en su taza. ¿Puede escucharlo?
• Intente soltar la cuerda. ¿Sigue siendo eficaz el teléfono de copa y cuerda?
• Ahora, manteniendo la voz al mismo nivel y a la misma distancia, intente hablar entre sí sin utilizar las copas. ¿También puede oír?
• Extra: si tiene suficiente espacio, vea a qué distancia puede hacer que funcione el teléfono de copa y cuerda.
• Extra: si tiene una tercera persona cerca, pídales que sujeten el centro de la cuerda con la mano. ¿Seguirá transmitiéndose el sonido? ¿Por qué o por qué no?
• Extra: Si tiene otros materiales (como hilo, hilo de pescar, hilo de nailon, etc.) a mano, pruébelos. ¿Cómo cambian los diferentes materiales la calidad del sonido o qué tan lejos viajará el sonido?

Siga leyendo para conocer las observaciones, los resultados y más recursos.

Observaciones y resultados
¿Podrías escuchar mejor a tu pareja usando las copas y la cuerda apretada que si estuvieras hablando entre ellos en el mismo volumen por el aire?

En esta actividad, tu voz hizo vibrar el aire dentro de la copa, que a su vez hizo vibrar el fondo de la taza. Estas vibraciones se transfirieron a la cuerda y luego al fondo de la copa de su pareja, lo que hizo que el aire dentro de su copa vibrara y se convirtiera en un sonido detectable. Cuando la cuerda se afloja, las vibraciones se disipan más fácilmente y se pierden. (Los teléfonos fijos funcionan con la misma idea, pero transfieren las ondas sonoras a una señal eléctrica, que puede viajar incluso más lejos a través de los cables, y no es necesario mantener tensos los teléfonos fijos).

El sonido, como el habla humana, viaja en ondas increíblemente pequeñas, increíblemente rápido (alrededor de 1,126 pies por segundo), razón por la cual no pudo verlo o detectar un retraso mientras viajaba a través de las copas y la cuerda.

¿Alguna vez has notado cómo las cosas suenan diferentes bajo el agua? Debido a que las moléculas del agua están más juntas que las del aire, las ondas sonoras se mueven más fácilmente, más rápido y más lejos, bajo el agua. Las ballenas y otros animales marinos que usan el sonido para comunicarse bajo el agua aprovechan este hecho. Los científicos creen que las ballenas pueden escucharse desde cientos (y tal vez incluso miles) de millas de distancia, ¡sin siquiera un teléfono de cuerda!

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Limpieza
Desate o corte la cuerda de los sujetapapeles o palillos de dientes. Recicle o reutilice los materiales que pueda.

Más para explorar
«Las células del oído amplifican activamente el sonido» de Scientific American
«(No) suba el volumen: las ondas sonoras silencian a las ballenas» Canción «de Scientific American
Actividades de» Sonido «de los Archivos de ciencia de la NASA
Descripción general de» Frecuencia, longitud de onda y tono «de Connexions
Sounds All Around de Wendy Pfeffer, edades 4-8
Janice VanCleave» s Física para todos los niños: 101 experimentos sencillos en movimiento, calor, luz, máquinas y sonido por Janice VanCleave, de 9 a 12 años

A continuación…
¡Yeast Alive! Mira Yeast Live and Breathe

Lo que necesitará
• Paquete fresco de levadura de panadería (verifique la fecha de vencimiento)
• Cucharada de azúcar
• Botella de plástico transparente con una pequeña abertura (como una botella)
• Embudo
• Globo pequeño
• Agua tibia