La clave para producir un tono amable, es una mezcla de dos hechos: en primer lugar, ofrecer la corriente de aire de una de alguna forma geométrica regular agujero, donde una onda estacionaria puede nacer con una cierta frecuencia y otros posibles frecuencias se filtran, y la segunda, una lo suficientemente baja velocidad de la corriente, de modo que ninguna de las turbulencias pueden suceder, y el flujo es ordenado (laminar).
El silbato se produce como una solución intermedia entre tener un agujero que es lo suficientemente pequeño como para la precisión longitudes de onda estacionaria a suceder, y lo suficientemente grande como para que el aire no fluya en mucho una velocidad demasiado alta. Es por eso que a la gente con sus dedos en su boca silba más fuerte, porque, por poner los dedos de las manos, crean un rico y más grande de la abertura de un simple, pequeño agujero y para que el aire pueda fluir lentamente suficiente, pero, al mismo tiempo, los dedos combinado con los labios mantener las distancias geométricas muy bien pequeña, de manera que las ondas estacionarias que puede suceder.
Cuando sopla demasiado fuerte o a través de una forma irregular agujero, aire fluye de una manera desordenada, por lo tanto, vibrando con miles de diferentes modos, y es por eso que escuchar el típico "silbido" de sonido, porque un silbido es una mezcla de un montón de frecuencias (técnicamente llamado Ruido Blanco).
La física no es física sin, al menos, un poco de matemáticas. Así que ahora, que me siga. Seguramente conoces la segunda ley de Newton:
$ma = F$
En primer lugar, suponemos que tomar la fuerza por unidad de volumen, por lo que utilizamos la densidad en lugar de la masa. Y, al mismo tiempo, podemos escribir la aceleración es la derivada de la velocidad:
$\rho \frac{dv}{dt} = f$
Porque, como usted sabe, la aceleración es la cantidad de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. Cuando nos ocupamos de la mecánica de fluidos, la cantidad de cambio es debido a dos términos: uno tiene que ver con el cambio en el tiempo de la velocidad en un punto fijo del espacio, y el otro es debido a que el cambio de la velocidad de un punto a otro. Lo que está escrito de esta manera:
$\rho (\frac{\partial \mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla \mathbf{v}) = f$
(Para aquellos de ustedes que lo ven por primera vez, no te preocupes por el triángulo, es un tipo de derivados sofisticados. Simplemente siguen lo que a decir)
El $f$ como usted sabe, es sinónimo de fuerzas (por peso, muelles, etc). En dinámica de fluidos, nos gusta dar un protagonismo especial a dos tipos de fuerzas, para que hagamos de ellos aparecen por separado en la ecuación:
$\rho (\frac{\partial \mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla \mathbf{v}) = -\nabla p + \frac{1}{\mathrm{Re}} \nabla^2 \mathbf{v} +f$
El término con el $p$ es debido al cambio en la presión de un punto a otro. El otro con el $\mathrm{Re}$ es debido a la viscosidad, es decir, una medida de fuerte el líquido que se trata de evitar cambios en la forma (la miel tiene una mayor viscosidad que el agua). Esta es la ecuación de Navier-Stokes para un flujo incompresible (el aire es compresible, pero en la gama de velocidades involucradas en un silbato, puede ser muy bien aproximada por la ecuación - para los puristas: el Navier Stokes ecuación es experimentalmente encontrado que tienen, hasta un buen grado de aproximación, en flujos turbulentos).
El $Re$ es sinónimo de "Número de Reynolds". Es un poco heurística cantidad que va proporcional a la velocidad, pero inversamente proporcional a la viscosidad. Depende también de la forma geométrica del problema, por lo que no es sencillo para derivar su valor. El hecho importante cuando usted silbato es que, si sopla con fuerza, y por lo tanto aumentar la velocidad del aire, por lo que disponer de un gran Número de Reynolds, entonces las fuerzas debidas a la viscosidad ser menos importante en la ecuación (porque la viscosa término ha $\mathrm{Re}$ en el denominador). La viscosa fuerzas son las que más ayuda a mantener el flujo geométricamente ordenado (laminar). Cuando su contribución no es dominante, el flujo se vuelve desordenado (turbulento). Un flujo turbulento no tiene propiedades mecánicas que son lo suficientemente estables en el tiempo para una onda estacionaria para establecer, de manera que su buen silbato desaparece y es reemplazado por un azar que la fluctuación de la mezcla de miles de frecuencias, es decir, el ruido blanco de la silbido...
