How can acoustic resonance reduce the average velocity in a falling body?
V. Torres–Zúñiga
Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria Apartado Postal 70–186, México, D.F. 04510, México, e–mail: email: vicentz@gmail.com
Recibido el 15 de abril de 2010 ]]> Aceptado el 17 de enero de 2011
Abstract
In this article, a simple experiment is described to overcome the misconception that acoustic pressure and levitation effects are difficult to observe in school laboratories. Analysis of the free fall velocity of a toy parachute inside a vertical tube, driven by sound in a range of frequencies aromid the resonant condition, exhibits the resonance frequency, the node pressure zones, and the optimal conditions to obtain acoustical levitation of a light body.
Keywords: Resonant tube; acoustic pressure; high school demonstration.
Resumen
En este artículo se describe detalladamente un experimento sencillo para superar la impresión errónea de que los efectos de presión y levitación acústica son difíciles de observar en laboratorios escolares. Estos fenómenos físicos se pueden estudiar mediante el análisis de la velocidad de un paracaídas de juguete en caída libre, dentro de un tubo transparente y vertical, impulsado por ondas estacionarias sonicas en el intervalo de frecuencias alrededor del quinto modo de resonancia del tubo. Enlazando conceptos de mecánica y acústica, con este experimento se determina la frecuencia de resonancia, las zonas de nodos de presión dentro del tubo, y las condiciones óptimas para obtener levitación acústica de un objeto liviano.
Descriptores: Tubo resonante; presión acústica; levitación acústica; demostraciones físicas escolares.
]]> PACS: 01.50.Lc; 01.50.My; 43.20.Ks; 43.25.Uv
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Acknowledgments
The author acknowledges financial support from the ICyT–DF grant 2010, and Dr. Felipe Orduña Bustamante for his very useful comments and suggestions.
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