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Rosario, Santa Fe, Argentina, 21 de octubre de 2003
Trabajo de ciencia sobre la física de una sorpresiva oscilación:
Para comenzar, mencionemos que un oscilador es un ente capas de por ejemplo, presentar
fluctuaciones repetitivas de: energias potenciales y cineticas, o campo electrico y campo
magnetico.
Si los elementos donde varían esas energías o campos se hallan en distintos lugares, a saber, en
un oscilador compuesto de un punto fijo del cual se fija un resorte que lleva en su otro extremo
una masa, la energía potencial estaría variando en el resorte mientras que la cinética en la masa, o
en un circuito compuesto por un capacitor en paralelo con una inductancia, en donde el campo
eléctrico varia en el capacitor y el campo magnético solo en la inductancia... se llaman
osciladores con elementos agrupados.
Si las variaciones de energías o de campos, no ocurren en lugares distintos, si por ejemplo en el
mismo espacio se producen las variaciones de campos, o moléculas de aire varían su velocidad y
su presión dentro de un mismo recipiente, se llaman osciladores con elementos distribuidos.
Frecuencias a la cual resuenan osciladores con elementos agrupados:
La frecuencia de oscilación de un resorte y una masa, viene dada por la dureza del resorte(k) y
por el valor de la masa (m), así:
-cuanto más duro sea el resorte mayor será la frecuencia, por el contrario cuanto menor sea la
masa mayor será dicha frecuencia.
La frecuencia de oscilación entre un capacitor y una inductancia es:
-mas capacidad o más inductancia, implican menor frecuencia.
Osciladores con elementos distribuidos:
-Los osciladores mecánicos (masa-resorte), serian ahora: cavidades llenas de, por ejemplo aire.
-Los osciladores electrónicos (capacitor-inductancia), serian ahora: envases metalicos (latas
cerradas).
Frecuencias a la cual resuenan osciladores con elementos distribuidos:
-Para facilitar los cálculos tomaremos como ejemplo una misma lata cerrada cilíndrica tapada y
soldada en sus extremos, llena de aire común.
-metálica y soldada para que sirva como cavidad electromagnética resonante, y llena de aire para
que sirva como cavidad acústica resonante.
-podría tener otra forma, no tiene por que ser cilíndrica.
La frecuencia a la cual resuena una cavidad acústica será:
-en donde v es la velocidad del sonido en el aire de su interior y el largo: es la altura del cilindro,
sin importar su radio.
-si hacemos unos simples cálculos, nos daremos cuenta que directamente, el largo será media
longitud de onda.
La frecuencia a la cual oscila una cavidad electromagnética resonante será:
-en donde c es la velocidad de las ondas electromagnéticas, no depende del largo, sino del radio
del cilindro (aunque su altura deberá ser menor de media longitud de onda.
Descubrimiento:
-Construí un generador de frecuencias mecánicas y algunas cavidades acústicas: cilindros, un
cubo, una esfera... ya que tenia experiencia de diseñar, fabricar, alimentar, aplicar, y enseñar
cavidades electromagneticas resonantes, pero jamas habia experimentado con cavidades
acusticas.
Con los cilindros y el cubo, no hubo nada que me llamara la atención, es mas, me pareció hasta
una perdida de tiempo, corroborar las ecuaciones antes enunciadas.
No pasaba nada que me interesara, hasta que trate de encontrar la frecuencia a la cual resonaba
una cavidad acústica esférica, que construí y se puede ver en las fotos que siguen, con una esfera
de un generador de alta tensión que fabrique para el laboratorio de uno de los institutos donde
enseñaba.
No podía encontrar la frecuencia de resonancia... quedaba aturdido por las frecuencias audibles
y no podía encontrar la solución del experimento...
Horas variando de distintas maneras la frecuencia, aumente y controle la potencia del generador
hasta hacerlo perjudicial para la salud... maximice el control de frecuencia... instale un
micrófono de mucha más calidad, pero nada... pensaba que debía oscilar a unos 3000 Hz y no lo
lograba...
Pero, si, encontré algo, sino no estarías leyendo esto:
Al aplicar una frecuencia de 3610 Hz al parlante incorporado a la
estructura esférica... registre en el micrófono, también incorporado en
dicha estructura en dirección opuesta al parlante, como se detalla en el
grafico que sigue:
-UNA FRECUENCIA DE 1133540 HZ, solo al aplicar 3610 hz, para
esta cavidad de 0,063 m de diámetro.
Al acercarme de a decimos de Hz y al alejarme de a decimos... solo en +/- 1 Hz se forma el
pico.
Evidentemente un ente que además de oscilar, multiplica 314 veces la frecuencia entrante, es
llamado “multiplicador de frecuencia”.
Me pregunto, como será su símil electromagnético?... todo ente esférico tendrá esta
característica?... esto explicaría fenómenos relacionados con la absorción de energía?...
La frecuencia de disparo de este multiplicador seria la misma ecuación de resonancia de las
cavidades electromagnéticas resonantes, donde en lugar de c (velocidad de las ondas
electromagnéticas) iría la velocidad del sonido (350 m/seg), el radio de la cavidad cilíndrica
electromagnética, sería ahora el radio de la esfera, y quizás la constante 2,41 sufriría algún
cambio... a mi medio 2,041 , pero...
A continuación, fotos del dispositivo:
Cristián Antiba.............Grupo Caos............ [email protected]
www.grupocaos.tk