No tengo educación en física, pero aprendí que una campana tocada en una pequeña cámara de vacío no será escuchada por la gente que la rodea (en un laboratorio de ciencias de la escuela). Si hubiera estado rodeada de aire, habría habido energía propagándose hacia fuera de la campana en una onda sonora. Como esto no puede suceder, ¿la campana vibra más fuerte por el impacto? ¿Se romperá antes?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Cuando una campana vibra en el aire, empuja las moléculas de aire fuera del camino lo que hará que las vibraciones "decaigan". Si golpeas una campana en el vacío, este mecanismo de pérdida no estará allí, así que la campana "sonará" por más tiempo (pero nadie puede oírla). Esto no significa que la amplitud inicial sea significativamente mayor, sólo que persiste por más tiempo. Obviamente, si se tocara la campana repetidamente hay una pequeña posibilidad de que los momentos de impacto amplifiquen el movimiento de la campana (resonancia), pero eso no es realmente muy probable. No esperaría que la campana se rompiera antes. Por otro lado, para una campana eléctrica las bobinas utilizadas en el mecanismo se calentarán, y normalmente se enfriarán con aire (no es terriblemente eficiente pero aún así - es un mecanismo de enfriamiento). Es concebible que una campana eléctrica operada continuamente en el vacío se quemaría porque el enfriamiento es menor que en el aire - pero eso es pura especulación.
Volviendo a la cuestión de la vibración amortiguada, un bosquejo de cómo podría ser esto (unidades arbitrarias de tiempo a lo largo de la horizontal, y amplitud a lo largo del eje vertical):
Asumo que hay "algunos" mecanismos de pérdida para ambos, pero al menos uno menos para la campana en el vacío. La amplitud inicial después de ser golpeada debería ser (muy cercana) a la misma.
Ru887321
Puntos
106
La campana no vibrará más fuerte, pero tardará mucho más en descomponerse. Los principales mecanismos de disipación son el aire, el montaje de la suspensión de la campana y la fricción interna en el metal.
Una montura de campana bien hecha será tal que el modo de vibración fundamental de la campana no produzca mucha vibración o pérdida de energía en el punto de suspensión.
La fricción interna de una campana metálica limitará el factor de calidad a ~1000 y por lo tanto el tiempo de repique será de aproximadamente 3*freq_bell*Q.
