¡El momento en que cambia la sirena de una ambulancia! Un sorprendente experimento científico con tu móvil (Efecto Doppler)
Soy Ken Kuwako, tu entrenador científico. Cada día es un experimento.
¡Pi-po, pi-po! ¿Alguna vez has notado cómo una ambulancia que se acerca con fuerza cambia de repente su sonido a un tono más bajo y débil, como un pe-po, pe-po…, justo en el momento en que pasa frente a ti?
Parecería que la ambulancia ha perdido las ganas de trabajar de golpe, pero en realidad, esto es un fenómeno físico fascinante provocado por la verdadera naturaleza del sonido: las ondas. En esta ocasión, te traigo una emocionante guía para experimentar en casa este misterio cotidiano llamado Efecto Doppler, ¡y solo necesitas tu teléfono móvil!
¡Explora el misterio del sonido! Guía para experimentar el Efecto Doppler en casa
El Efecto Doppler es el fenómeno por el cual la altura de un sonido (el tono) cambia cuando la fuente que lo emite está en movimiento.
El sonido viaja como vibraciones en el aire, es decir, como ondas. Cuando la fuente de sonido se acerca a nosotros, las ondas se comprimen porque la fuente “empuja” las ondas anteriores, haciendo que el espacio entre ellas sea más corto (la longitud de onda disminuye). Por el contrario, cuando se aleja, las ondas se estiran como si se quedaran atrás (la longitud de onda aumenta).
Nuestros oídos perciben las ondas apretadas como un sonido agudo y las ondas estiradas como un sonido grave. Por lo tanto, el cambio en la sirena de la ambulancia no es porque el sonido cambie en sí mismo, sino porque cambia la forma en que las ondas llegan comprimidas a nuestros oídos.
Primero, comparemos la diferencia en este video. Presta atención a cómo suena el paso a nivel desde fuera y desde dentro del tren.
Y aquí tienes el cambio de sonido justo cuando una ambulancia real pasa de largo.
https://www.youtube.com/watch?v=CdWV76rqPso
¿Qué te ha parecido? Se nota claramente el momento exacto en que el tono de la sirena cae de golpe.
¡Velo en animación! El mecanismo de la compresión de ondas
Para resolver de forma visual la duda de “¿por qué se comprimen las ondas solo por moverse?”, he creado un material didáctico usando Scratch, el software de aprendizaje de programación. Puedes observar cómo una ambulancia emite ondas sonoras mientras avanza, como si fuera un corte transversal. Prueba a mover la fuente de sonido en el siguiente enlace o pantalla integrada para ver cómo cambia la densidad de las ondas. Puedes intentarlo desde aquí.
Cuando la fuente de sonido está estática, los círculos de las ondas mantienen la misma distancia desde cualquier ángulo.
Sin embargo, cuando se mueve hacia la izquierda, las ondas emitidas se amontonan hacia adelante, acortando la distancia entre ellas.
Por otro lado, si observamos el movimiento hacia la derecha, se ve claramente cómo las ondas se van quedando atrás y el espacio entre ellas se agranda.
Esta comprensión intuitiva es el primer paso para disfrutar aprendiendo física. ¡Ahora, pasemos a la acción con el experimento usando tu smartphone!
Receta científica: ¡Siente el Efecto Doppler con tu móvil!
En los laboratorios escolares existen herramientas caras llamadas diapasones para explicar el Efecto Doppler. Pero no te preocupes, el smartphone que llevas en el bolsillo es la mejor herramienta de experimentación.
El truco para sentir el Efecto Doppler con claridad es usar un sonido relativamente agudo. Por eso, utilizaremos una aplicación que permite generar sonidos de alta frecuencia libremente.
Qué necesitas
- Un smartphone (iPhone u otro)
- Una aplicación de Generador de Tonos (que pueda emitir unos 2000Hz)
Pasos del experimento
- Inicia la aplicación, ajusta la frecuencia a 1000Hz y reproduce el sonido. Oirás un tono agudo y constante.
- Sujeta el móvil y pide a alguien que se ponga frente a ti.
- Mueve el smartphone rápidamente hacia adelante y hacia atrás en dirección a esa persona.
Aquí tienes un video de cómo se ve el experimento en acción.
¿Qué tal? Notarás que cada vez que mueves el móvil, el sonido fluctúa como un ondulante “uon-uon”. No es un cambio de volumen, sino un cambio en la frecuencia (el tono).
Si tienes en casa una base giratoria (como las de los muebles de TV), prueba a poner el móvil encima y hazlo girar. Podrás disfrutar de un cambio de sonido más continuo y fluido.
Puntos clave y resumen del experimento
Lo mejor de este experimento es que puedes crear con tus propias manos un fenómeno que escuchas a diario sin pensar. Cuando el móvil se acerca, el sonido sube; cuando se aleja, baja. ¿No es emocionante saber que esta misma regla tan simple se aplica para observar el universo (como saber que las galaxias lejanas se están alejando)? Por favor, sujeta bien tu teléfono y ten cuidado de no golpear a nadie ni nada a tu alrededor durante la prueba.
Explico este experimento con más detalle en mi libro Cuaderno de repaso de física de secundaria. No dejes de visitar esta página especial para más información.
Consultas y solicitudes
¡Hagamos que la curiosidad y la diversión de la ciencia estén más cerca de todos! Comparto experimentos científicos divertidos y fáciles para hacer en casa. ・Sobre el autor, Ken Kuwako: aquí ・Para solicitudes (escritura, conferencias, talleres, supervisión de TV, etc.): aquí ・¡Sigue las actualizaciones en X!
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