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Una de las cosas poco exactas que existen es el lenguaje común. Hay muchos conceptos difíciles de expresar y otros tienen excesivos sinónimos. Por eso en todas las ramas del saber se desarrollan variaciones del lenguaje en que la relación entre palabras y significados pretende ser biunívoca. El lenguaje común a veces se entiende por quien está predispuesto a ello, pero otras nos traiciona.

Técnicamente, cuando hablamos de un material no deberíamos hablar de rigidez, pues este es un concepto aplicable a objetos y cuyo valor depende tanto del material del que están hechos como de su forma.

Dos objetos de idéntica forma y dimensiones, pueden tener distintas rigideces porque los materiales de los que están hechos tienen distinto módulo de Young (entiendo que a este módulo te referías con 'rigidez del material').

El fundamento de toda vibración mecánica es la elasticidad de los materiales (capacidad de recuperar la forma inicial tras ser deformado). Llevando el concepto al límite, un objeto infinitamente rígido, no podría ser deformado y, por tanto, no puede ser elástico, no puede vibrar, ni servir para hacer un diapasón.


Por tanto, debemos usar un material sin importar que su módulo de Young sea alto o bajo, pero sin superar su límite elástico. Cuanto más alto sea este módulo, más difícil será pasarse y obtener resultados indeseables.

Por otra parte, cuanto más alto sea el módulo de Young, más alta será la frecuencia del diapasón y puede parecer que suena mejor y durante más tiempo, simplemente porque se oye mejor (la sensibilidad del oído es mala para frecuencias bajas).

La mayoría de los diapasones comerciales están hechos de aluminio. El acero inoxidable es una opción más cara y difícil de trabajar.

Medir la frecuencia de un diapasón con un osciloscopio o con un analizador de frecuencia es una buena opción, pero didácticamente resulta muy vistoso hacerlo con un estroboscopio.

Saludos

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Sapere aude

Muchas gracias Vicente por la excelente explicación, la sugerencia del efecto estroboscópico esta interesante, es tan visible el efecto?, son apenas décimas de mm..., estoy esperando una cámara Casio ZR200 que permite grabar hasta 1000 fps, si es que algún día la recibo, porque lleva mas de un mes trabada en la aduana, voy a hacer algunas pruebas con estos dispositivos.

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César
Villa Huidobro Córdoba
Argentina

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Hola vicente, antes has mencionado hacerlo con un estroboscópio.. ¿como regularias la frecuencia del estroboscópio? se me acaba de ocurrir una GENIAL idea, acoplamos un piezoelectrico al diapasón, le incorporamos un amplificador con un CI convencional, creo que con un LM386 podria funcionar, despues a la salida le metemos un diodo luminiscente con su resistencia limitadora, aparte de recortar 1/2 onda podrá hacer de estroboscopio improvisado..¿que os parece la idea?

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"...intentando comprender el universo..."

No es tan poco. Ten en cuenta de que hablamos de resonancias y que en teoría, si no hubiese rozamientos, pérdidas ni otros factores distorsionantes, la amplitud de las vibraciones en resonancia aumenta hasta el infinito. Yo imagino que en un diapasón de varillas de unos 20 cm, la amplitud de la vibración de sus extremos puede ser de un centímetro o más (es un infinito bastante reducido). Dependerá del golpe que le demos o de si el empuje es constante (por ejemplo con un altavoz y un tono fijo de frecuencia igual a la de resonancia del diapasón).

La ventaja del estroboscopio es que es un método muy barato y preciso de ralentizar los movimientos periódicos y poder apreciarlos a simple vista. Además de medir frecuencias con una precisión del orden de la centésima o milésima de semitono (siempre que aquél esté bien calibrado) .


La tecnología moderna ayuda mucho. Siempre he querido tener una de esas. Aunque a mí siempre me ha sorprendido ver cómo la imaginación de algunos genios ha permitido diseñar experimentos y dispositivos que les permiten ver, medir o imaginar los fenómenos, antes de que los avances de la tecnología, nos lo ponga al resto de los mortales 'al alcance de la mano'.

Saludos

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Sapere aude

Hola Sergio,

La idea que yo propongo (no es mía) es iluminar el diapasón con luz estroboscópica, es decir una luz pulsante. Para ver el movimiento del diapasón a simple vista basta con ir modificando la frecuencia de los pulsos luminosos hasta que sea parecida a la del diapasón. Si llegamos a igualarlas, parecerá que se ha quedado quieto y lo que veremos es como una fotografía del diapasón en una de las posturas correspondientes a su movimiento vibratorio. Es decir, el espectáculo es más vistoso cuando las frecuencias son parecidas que cuando son idénticas. Así que, para esto, no es necesaria que la regulación sea de precisión y, normalmente se hace con un potenciómetro regulando la oscilación de un circuito electrónico que alimenta a alguna fuente de luz rápida (de descarga o led).

Si lo que pretendemos es medir la frecuencia del diapasón con mucha precisión entonces sí necesitamos un estroboscopio bien calibrado. Todas las medidas se hacen por comparación con un patrón. Tal como lo entiendo, tu sistema no es muy útil para hacer el estroboscopio patrón, a no ser que se hagan algunas modificaciones. La principal razón es que la vibración del diapasón no es indefinida. Así que, aunque consigas ajustar bien la frecuencia, deberás ponerlo en marcha constantemente.

El diapasón, como el péndulo y otros sistemas resonantes tiene la facultad de tender a vibrar a una frecuencia fija. Esto les permite servir de estabilizadores de otros sistemas resonantes más inestables que ellos. Por ello se utilizan para hacer relojes, donde un sistema resonante de menor estabilidad pero que puede funcionar durante mucho tiempo, alimenta un 'escape' que es un regulador de frecuencia conocida basado en alguno de estos sistemas. El resultado es una resonancia de frecuencia fija y estable en el tiempo.

Así que tu idea no es nada descabellada. Los relojes de cuarzo piezoeléctrico consiguen mayor estabilidad por la forma de horquilla del cuarzo o de la estructura a la que éste está unido. Pero para que la vibración no decaiga necesitan estar constantemente alimentados por un circuito resonante electrónico, que a su vez toma la energía de una pila.

Saludos

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Sapere aude

Para no desvirtuar la esencia del hilo yéndome por las ramas creo que lo que necesitas estimado amigo son 2 diapasones hechos de fábrica, yo compraria con plata suficiente 3 o 4 iguales y me quedaria con los mas similares en frecuencia, a simple vista aun a pesar de todo tu esmero no se ven iguales y por ende no deben de sonar exactamente iguales, dejale el trabajo de la perfección a las máquinas.

un abrazo Cesar

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"...intentando comprender el universo..."

Bueno yo pensaba probar distinto, mirar el diapasón a través de un pequeño ventilador fabricado con un motor de DC al que puedo variar la velocidad con una fuente variable, con 2500 rpm y una plato de 4 sectores alcanzo hasta los 160 hz, capaz necesito un plato de 8 sectores para ir mas sobrado.
Sergio, ya los aparee están ambos diapasones en 450 hz medidos con el frecuencímetro del programa que comenté mas arriba.

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César
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Parece una buena idea y muy fácil de poner en práctica. Aunque creo que mejor que sectores, las zonas a través de las cuales se ve deben ser unas finas ranuras en un disco opaco. Para que no se 'emborrone' la imagen.



No sé qué precisión proporciona el programa y hasta qué punto has llegdo a igualarlos, pero el oído puede ser muy preciso por el procedimiento por el que los músicos afinan sus instrumentos: se ponen a sonar simultáneamente y se evitan los batidos. Si con el programa que dices o con el osciloscopio puedes ver los batidos, viene a ser lo mismo y es también mejor ajustarlos haciéndolos sonar juntos por ese procedimiento, que medir por separado.

Saludos

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Sapere aude

una noche, jugando con unas brocas de corona de acero cojonudisimo, me pase un buen rato deleitandome con su sonido, hasta me parecio oir un batido si jugaba con dos.

¿y simples copas comerciales de cristal?.

para disco de sectores el ventilador que ya trae, tiene el problema que opone resistencia, pero tiene mas sectores que 4 o 8, ya esta hecho, y ademas por bien que hagas los sectores, y mal que lo hagan ellos, siempre lo haran 1000 veces mejor.
si quieres menos luz entre sectores siempre lo puedes inclinar.

si te decides por eso, puedes aprovechar para repetir la medicion de Ficeau.
montas en una tabla larga a modo de escopeta: el ventilador variable adelante, un laser atras, y al lado del laser una mirilla, que sera un algo taladrado por donde mirar.
enchufas el laser a una señal de trafico lejana, que refleja muy bien el laser.
dependiendo de la caña que le des al ventilador, asi veras la señal.
te sera mas facil de entender que a mi de explicar. es mi propuesta.

* acabo de echar cuentas, en fin, suponiendo 40rps, y 10 aspas, =400Hz, ponle 300, habria que poner la señal a 500km para repetir vision de a motor parado y lanzado. poner la señal a 1km daria 1/500 de aspa, algo escasito, obliga a usar telescopio.

claro que las impresoras laser y lectoras de barras tienen un espejo giratorio, con el se podria repetir el de Fucol / Michelson.

hicieramos un estroboscopio a 50hz, nada del otro mundo, la novedad es que usamos leds blancos, diseñados para funcionar a ¿12v?, el caso es que le metiamos pulsos con un condensador / tiristor de, no recuerdo, una burrada, 50 o 100v?, el bicho aguantaba. pero tampoco era gran cosa, se veia estela, quizas por inercia electronica, ahora pienso que los blancos, al ser de UV que excitan un fosforo, quizas tenga fosforescencia remanente, hoy probaria con rojos, si no te gusta el color usa varios de colores.

https://www.youtube.com/watch?v=VyzJW6c0rRs
este tiene camara de 10^12 fps.
muy discutida, yo me lo creo esta vez, por sobre todo cuando comenta la clasica pregunta de que luminosidad tiene su objetivo, explica que es una tecnica estroboscopica.

Dios mío, Baldo, que ha pasado, un mensaje largo, y hasta se entiende.

Saludos.

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Constitución Española:
Todos los españoles tienen el deber de trabajar y el derecho al trabajo.
Todos los españoles tienen derecho a disfrutar de una vivienda digna y adecuada.
y ...han pasado del gris al amarillo, con la mala suerte que trae este color.