¿Por qué un recipiente con líquido emite sonidos diferentes a distintos niveles de líquido?

Question

¿Has notado alguna vez que cuando estás llenando un recipiente con líquido. A medida que se acerca al tope, hace un sonido diferente? Puedes saber escuchando cuando está a punto de llegar al tope. ¿A qué se debe esto?

Answer 1

Se produce por las ondas estacionarias en el contenedor. Se obtienen, como resultado, armónicos. Se producen sobretonos para una frecuencia fija.

El sonido cambiante se debe a que un recipiente lleno de agua es como el modelo medio abierto de la imagen inferior. A medida que el nivel de agua sube, la longitud del tubo disminuye. Esto llevaría a un cambio en la frecuencia de las ondas estacionarias en el tubo, dando lugar a diferentes sonidos.

La longitud de onda de la onda estacionaria es una función de $L$ .

$$ v= f\lambda \implies f = \frac{v}{\lambda} \implies f = \frac{v}{4L} $$

Answer 2

Esto se conoce como Resonancia de Helmholtz . Esencialmente, el volumen de aire en la cavidad actúa como un resorte donde la constante del resorte depende del volumen del aire, y la amortiguación depende de la inercia del aire en el cuello de la botella o contenedor.

La frecuencia es:

o:

frecuencia = velocidad del sonido / 2 pi * sqrt (área de apertura / volumen de la cavidad * longitud del cuello)

Dependiendo de la forma de la cavidad y de la configuración del cuello, puede resonar a una frecuencia determinada o a un rango de frecuencias. Es decir, el espectro de frecuencias puede tener un solo pico agudo, un pico menos agudo o muchos picos. El factor de calidad, llamado Q, determina lo nítido que es el pico de frecuencia y los resonadores complicados, como una concha marina que se acerca al oído, tienen un Q bajo y se parecen más a un ruido blanco que a un tono concreto.