12 de noviembre de 2019
12.11.2019
Entre partículas

Experimentos para niños: Tonos musicales y un xilófono

12.11.2019 | 19:19
Experimentos para niños: Tonos musicales y un xilófono

Cómo se producen las notas

El tono de un sonido puede ser grave o agudo dependiendo de su frecuencia. La frecuencia es un número que indica cuántas veces por segundo vibra el cuerpo que suena. Por ejemplo, si la cuerda de una guitarra emite una nota de 440 hercios (Hz) es porque realiza 440 vibraciones cada segundo. Cuanto más agudo es un sonido más alta es su frecuencia.

De todos los sonidos que percibimos, algunos nos resultan agradables porque sus frecuencias guardan una proporción numérica; esas son las notas musicales. Las siete notas básicas que todos conocemos son: do, re, mi, fa, sol, la y si.

¿Cómo se diseñan o se tocan los instrumentos musicales para emitir las notas? Pues simplemente cambiando el tamaño del elemento que vibra. En los instrumentos de viento, como el trombón, se cambia la longitud de los tubos. En los instrumentos de cuerda, como el violín, se varía la longitud de las cuerdas. Y en los de percusión, como el xilófono, se juega con la longitud de las barras que se golpean.

A mayor tamaño el sonido es más grave, y al revés. Por ejemplo, si acortamos la cuerda de una guitarra al presionarla, el sonido se hace más agudo. Un bombo es más grande y más grave que un bongó. Una flauta es más aguda que un fagot.

Más sobre los sonidos

Los humanos podemos oír tonos que van desde los 20 Hz (infrasonidos) hasta los 20.000 Hz (ultrasonidos), aunque esta sensibilidad disminuye con la edad o si tenemos algún problema de audición. Como ejemplo de un sonido muy grave piensa en los truenos, que tienen una frecuencia de unos 50 Hz. En el lado de los sonidos muy agudos tenemos el canto de los pájaros, que ronda los 10.000 Hz.

Experimento: construcción de un xilófono

Materiales
Vasos de cristal de tubo y de otros tipos; cuchara de madera; listón de madera de unos 3 cm de ancho, 1 cm de grosor y 200 cm de largo; lámina de corcho de manualidades; piano (sirve el teléfono móvil con alguna 'app' de piano).
 
Xilófono de vasos
Coge varios vasos de tubo iguales. Echa agua en uno de ellos dejando un poco sin llenar. Golpéalo con la cuchara de madera y escucha el sonido emitido. Toca la nota do con el piano o el teléfono. Ve echando agua poco a poco en el vaso, y golpeando, hasta que suene la nota do. Haz lo mismo con los otros vasos y las notas re, mi, fa, etc., llenando los vasos cada vez con menos agua.
 
También puedes combinar distintos tipos de vasos. Tendrás que ir probando hasta encontrar  la cantidad de agua necesaria en cada vaso para que suene con la nota que quieres. Ten en cuenta que la frecuencia del sonido de cada vaso no depende únicamente de la altura del líquido, sino también del diámetro del vaso, del espesor del vidrio y de la densidad del líquido. En el dibujo se muestra un xilófono conseguido con cuatro tipos de vasos, con los que podemos tocar las notas de la 6ª octava. 
 
Xilófono de barras de madera
Con ayuda de un adulto, corta el listón de madera en ocho trozos que tengan las siguientes longitudes: 20 cm, 18'9 cm, 17'8 cm, 17'3 cm, 16'3 cm, 15'4 cm, 14'6 cm y 14'1 cm. Estos trozos serán las barras sonoras para el xilófono. Las longitudes están calculadas para que los tonos estén en proporción a las notas de la escala.
 
Corta otros dos trozos de unos 40 cm para la base. Pega encima de ellos dos tiras de la lámina de corcho. Apoya encima las barras según muestra el dibujo. Golpea con la cuchara y€ ¡a tocar alguna canción!
 

Relación entre notas y números
 

Pitágoras descubrió la relación entre las notas y los números. Al pasar por una herrería se sorprendió por los golpes de los martillos en el yunque. Comprobó que había cuatro martillos que emitían sonidos armoniosos y que sus pesos estaban en la proporción 1, 3/4, 2/3 y 1/2. 
 
Pitágoras encontró esas mismas relaciones numéricas con su monocordio, un instrumento de una sola cuerda. Por ejemplo, si una cuerda emitía la nota do, al acortar su longitud a un 75% (= 3/4 partes) producía la nota fa. Si se acortaba la cuerda a la mitad, se obtenía de nuevo la nota do pero más aguda. 
 
Experimentó también con otros objetos, como flautas, campanas y vasos de agua. A continuación explicaremos cómo construir un xilófono precisamente con vasos de agua y también con barras de madera.
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