Algunas nociones previas sobre la física del sonido

Ilustración de Pitágoras

Mi nombre es Pitágoras y voy a guiarte durante tu recorrido por la sala del sonido. Nací en la isla de Samos hacia el 560 a.C. Probablemente me conozcas por mis trabajos en geometría, sobre todo por mi teorema; pero también realicé importantes investigaciones en música, relacionándola con los números enteros y fundando la ciencia que ahora se llama Acústica.
Mi escala, la escala Pitagórica, es la que se usa en los instrumentos que no tienen ni trastes ni teclas; en los demás se usa la
escala de J.S. Bach, pero esto te lo contaré en nuestro recorrido.

¿Qué es el sonido?

Galileo Galilei

Galileo Galilei (1563-1642 ) encarna lo que podríamos denominar el prototipo de hombre renacentista; amante de la cultura y siempre deseoso de entender todo lo que veía: movimientos, luz sonido, etc.
Entre los numerosos experimentos que realizó, vamos a estudiar el que se refiere a nuestro tema de trabajo: el sonido.
Galileo midió la velocidad del sonido en el aire de una manera sencilla y exacta para su época. Galileo y su ayudante, con la colaboración de un amigo común que era capitán de artillería, dispararon un cañón (cargado sólo con pólvora) a las doce de la noche.


Ambos investigadores se situaron en un monte próximo, a una distancia de unos 3.500 metros del lugar donde estaba el cañón; iban provistos de un "pulsilogium", aparato inventado por Galileo al que nos referiremos más tarde. El experimento se realizó de la siguiente manera:
Cuando el capitán disparó el cañón, Galileo y su ayudante vieron el resplandor de la pólvora y empezaron a contar las oscilaciones del "pulsilogium": uno , dos, tres... (esperando el momento en el que el sonido producido por el cañonazo llegase hasta ellos), siete, ocho, nueve, diez. ¡Ahora! Gritaron ambos.

Galileo calculó en voz alta: ¡350 metros por segundo. Esa es la velocidad del sonido en el aire!

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¿Cómo pudo Galileo medir el tiempo de una forma tan exacta en esa época en que todavía no existían los relojes de péndulo? Con ayuda de su "pulsilogium".
Pero, ¿cómo funcionaba el "pulsilogium"?

Pulsilogium

"Inventé el pulsilogium para poder medir cómodamente tiempos pequeños. Se basa en la relación que existe entre la longitud de un péndulo y su período de oscilación; puedes comprobar fácilmente que este período es independiente de la masa oscilante".

El funcionamiento del pulsilogium es muy simple. La longitud de la cuerda se refleja en la esfera graduada por medio de una aguja. Para determinar un lapso de tiempo no tienes más que contar las oscilaciones y recordar el número que marca la longitud. Fue un aparato muy utilizado por los médicos para contar las pulsaciones de sus enfermos.
Con esta historia hemos aprendido como se midió por primera vez la velocidad del sonido en el aire.



Acústica: Principios Básicos (2003). Museo Virtual de la Ciencia del CSIC. Sala de Acústica.
Autores: J. M. López Sancho / Esteban Moreno Gómez. Ilustraciones: David Peña Toribio
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