El armonógrafo y el dibujo del sonido

Un armonógrafo es un aparato mecánico que dibuja diferentes curvas utilizando únicamente el movimiento de distintos péndulos.

La idea del armonógrafo tiene su origen en el matemático Jules Antoine Lissajous (1822-1880) y su gran interés por el movimiento ondulatorio y las vibraciones del sonido. Se dice que lo que realmente buscaba Lissajous era dibujar el movimiento vibratorio provocado por el sonido. En sus primeros experimento hacía rebotar un rayo de luz en distintos diapasones, descubriendo así estas curvas tan inusuales.

Es a mediados del siglo XIX cuando nacen los armonógrafos, como una manera de analizar las vibraciones y, en concreto, de estudiar el sonido, de forma análoga a como lo había hecho Lissajous.

¿Cómo funciona?

Un armonógrafo sencillo utiliza dos péndulos para controlar el movimiento de un rotulador en relación con una superficie plana donde dibuja. Un péndulo mueve el rotulador y el otro péndulo la superficie de dibujo. Al variar la velocidad, la frecuencia y la fase de los péndulos, se crean diferentes patrones.

Los armonógrafos más complejos, pueden incorporar tres o más péndulos unidos entre sí y dibujar figuras más complejas.

Debido al rozamiento del rotulador y a que los péndulos van deteniéndose y cambiando sus oscilaciones poco a poco, tenemos como resultado trayectorías muy interesantes desde el punto de vista físico, matemático y artístico. Al estar unidos ambos péndulos por medio del rotulador y el dibujo, las velocidades y oscilaciones se van traspasando de uno a otro, haciendo que los dibujos cambien de forma.

Longitud de los péndulos

El tiempo que tarda un péndulo en realizar una oscilación sólo depende de la longitud del péndulo, no de su peso ni de la longitud del arco que recorre. Cuánto más largo sea el péndulo más tiempo tardará en oscilar (y menor será su frecuencia).

En concreto, la frecuencia de un péndulo varía inversamente con la raíz cuadrada de la longitud del péndulo. Es decir, que para triplicar la frecuencia de un péndulo, debemos reducir su longitud a la novena parte.

Como explicamos en nuestra conferencia y nuestro taller de música quebrada, dos sonidos suenan bien a nuestros oídos si la  frecuencia de uno es una fracción simple de la del otro. Es decir, una cuerda y la que mide 1/2, 2/3, o 3/4 sonarán bien entre sí. Debido a la relación entre el armonógrafo y la música (recordamos que surgió para “dibujar el sonido”), sólo cuando la relación entre las frecuencias de los péndulos sea igualmente una fracción simple dará como resultado una curva reconocible. En caso contrario, saldrán curvas caóticas que se alejan de la belleza de las curvas de Lissajous.

El peso del péndulo

Como ya hemos dicho, el peso no altera la frecuencia del péndulo, pero sí influye en el rozamiento. A mayor peso, menor rozamiento. Así, si el péndulo se detiene muy pronto, se puede aumentar su peso para que tarde más en pararse e igualmente a la inversa.

MÁS INFORMACIÓN

Martín Reina, D. (21 de septiembre de 2011). El armonógrafo [entrada en blog]. La Aventura de la Ciencia. Recuperado de http://laaventuradelaciencia.blogspot.com.es/2011/09/el-armonografo.html

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