Un vaso para beber crea un sonido cuando se pasa el dedo por el borde o se golpea con un objeto. Este sonido se crea cuando las vibraciones del vidrio afectan el aire dentro del vidrio. Cada vaso vibra a un tono característico llamado frecuencia resonante. Esta frecuencia es diferente en función de las propiedades del vidrio y de si contiene líquido o no.
Las vibraciones del vidrio
Cuando un vaso hace ruido, los bordes del vidrio se mueven muy rápidamente. Dos lados opuestos del vidrio se expanden y contraen al mismo tiempo. Los lados 90 grados lejos de esos lados se expanden y se contraen opuestos a esos otros dos lados. Estas rápidas vibraciones en el vidrio hacen que el aire dentro del vidrio se comprima y se expanda en ondas. Estas ondas de presión de aire son lo que conocemos como sonido.
Frecuencia resonante
El tono, o frecuencia, del sonido de llamada cambia dependiendo de las características físicas del vidrio. La frecuencia se mide en ciclos por segundo o hertz. La frecuencia con la que un objeto vibra se llama frecuencia de resonancia. El vidrio más grueso no resuena tan fácilmente como el vidrio delgado. Además, si hay líquido en un vaso, reducirá la frecuencia de resonancia del vidrio. Esto es lo contrario de lo que sucede cuando soplas sobre la parte superior de una botella de vidrio. Estas son dos formas diferentes de hacer ondas de sonido.
Frotar vs. Tocando
Ya sea que frote su dedo alrededor del borde de un vaso o lo toque con algo tendrá efectos ligeramente diferentes en el sonido producido. La frecuencia será la misma independientemente del método, pero la duración del sonido será diferente. Si pasa el dedo por el borde de un vaso, el cristal se desliza y pega alternativamente en su dedo. Esto produce vibraciones en la frecuencia de resonancia, y el vidrio producirá sonido durante la duración del roce más un poco de tiempo de desintegración después. Si toca el cristal, sonará e inmediatamente el sonido comenzará a decaer.
Amortiguación
Un vaso no resuena muy fuerte o por mucho tiempo solo porque sus vibraciones son suprimido, o amortiguado. No todo el vidrio vibra cuando frotas el borde o lo golpeas. Las moléculas de vidrio que no están vibrando ayudarán a amortiguar las vibraciones del borde. Si las vibraciones no se amortiguaran, la producción continua de vibraciones cada vez más fuertes a la frecuencia de resonancia podría romper el vidrio.
¿Cuándo se rompen los vidrios del sonido?
La imagen de un poderoso cantante de ópera rompiendo un vaso con su voz se basa en la ciencia de la resonancia. Si un vidrio está expuesto a ondas de sonido a su frecuencia de resonancia, vibrará en sincronización con esas ondas. La potencia de las ondas de sonido provenientes de un altavoz externo puede elevarse para dominar la amortiguación natural del vidrio. Cuando esto sucede, el vidrio no podrá soportar el estrés de las vibraciones y se romperá.
