¿Cómo hace ruido el papel cuando se rasga?

Question

Sabemos que por nuestra experiencia cuando rasgamos un trozo de papel, podemos escuchar un sonido característico. ¿Cuál es el mecanismo subyacente detrás de esto? ¿En qué dependen las frecuencias dominantes (edit: no me refiero a una frecuencia principal del sonido, es más probable que el ruido producido contenga principalmente frecuencias más altas o más bajas) y la intensidad del sonido? La explicación debe coincidir con casos de la vida real, aquí hay algunos que observé (corríjame si me equivoco):

1. El papel seco produce un sonido más alto y frecuencias más altas que el papel mojado
2. El papel produce un sonido más alto y frecuencias más altas si lo rasgamos más rápido
3. Es difícil decir cuál produce un sonido más alto, papel doblado o papel de una sola capa
4. El papel doblado produce frecuencias más bajas que el papel de una sola capa

Además, ¿es el mismo mecanismo el que explica el sonido producido cuando cortamos papel con unas tijeras?

Answer 1

Encontré una mejor explicación que me parece más convincente. Intenté deslizar dos bordes de papel perpendicularmente, sorprendentemente el sonido producido al hacer eso es bastante similar al producido al rasgar papel. Parece que el sonido producido se debe a la vibración transversal de todo el papel, la fricción o el rompimiento de las fibras meramente actúan como fuerza motriz. Y observa que si sostienes el papel cerca del punto de deslizamiento, la frecuencia del sonido producido se vuelve mayor porque mientras más corta sea la longitud vibrante del papel, mayor será la frecuencia (solo se permiten longitudes cortas de ondas estacionarias).

Ahora, ¿cuál de ellos proporciona una fuerza motriz más dominante, la fricción o el rompimiento de las fibras?
Creo que la fricción es más dominante, porque deslizar los bordes produce un sonido similar incluso sin involucrar ningún proceso de rompimiento. Además, si lo deslizamos más rápido, la frecuencia será mayor.

Answer 2

Si rompieras un trozo de madera, haría ruido, ya que estás rompiendo una gran cantidad de enlaces químicos en la madera, liberando energía residual como sonido y un poco de calor. La estructura del papel es bastante similar, excepto que está triturado, por lo que también hace ruido cuando rompes las mismas hebras de celulosa.

Answer 3

Las fibras se rompen y el papel actúa como una caja de resonancia. Por eso, rasgar un papel más grande produce más ruido.

Answer 4

Cuando rasgas un papel, las fibras en ambos lados del papel comienzan a vibrar, lo que produce sonido. pero cuando el papel está mojado, las fibras se quedan pegadas unas a otras y las vibraciones son menores, por lo tanto, el sonido es menor.