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• Edgar Lp

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Membrana Del latín membrāna, una membrana es una piel delgada a modo de pergamino, un tejido que presenta forma laminar y que tiene consistencia blanda o una placa o lámina de pequeño espesor y flexible. Placa Placa es un concepto que procede del francés plaque. Aunque tiene múltiples acepciones, por lo general se refiere a algún tipo de lámina o tabla que cumple con ciertas funciones o que permiten exhibir información. La Acústica de las Membranas y placas En el grupo de los membranófonos, el sonido se produce a través de membranas fuertemente tensadas, cuya vibración está basada en los mismos principios que la de las cuerdas, al tratarse en ambos casos, de materiales elásticos tensados. Tanto en la cuerda como en la membrana, la tensión es la fuerza restauradora que las hace vibrar, tras aplicar la presión que las deforma. No obstante, la diferencia estriba en que, mientras la cuerda posee una única dimensión: la longitud –los nodos de la cuerda vibrante son unidimensionales, son puntos-, las membranas poseen dos: la longitud y la anchura -sus nodos, por tanto, son bidimensionales, son líneas-.

Por ello, al someter una membrana a la tensión adecuada, se producirá una vibración en dos dimensiones, pero sin una periodicidad suficientemente regular para que pueda obtenerse una nota de altura determinada si el cuerpo sobre el que se coloca la membrana tiene una forma redondeada, que suele ser más o menos semiesférica (Timbales y Tablas indias), el sistema acústico acoplado resultante puede admitir una vibración periódica tal, que sea capaz de producir una nota de altura determinada, de tal modo que aquélla resulte sumamente atractiva. La nota proviene de la resonancia del aire del interior, pero su altura, dentro de los límites de la resonancia, puede variarse y afinarse mediante una alteración de la tensión a la que está sometida la membrana que se percute. los timbales son los instrumentos en los que se cumplen de forma inmejorable estas condiciones; Las vibraciones son regulares, su forma es casi semiesférica y su diámetro es variable, de forma que el timbal más pequeño admite las afinaciones más agudas y el mayor, las más graves. Resulta obvia la importancia que tiene la tensión regular en las membranas.

Material La membrana puede ser de piel o de material plástico. Entre las ventajas asociadas al material plástico se encuentran las de la estabilidad que muestran ante variaciones de las condiciones climatológicas, así como su resistencia. Con las de piel podemos obtener sonidos más cálidos Comportamiento del sonido La diferencia entre el comportamiento de unos instrumentos de sonido determinado y otros de sonido indeterminado vendrá definida por los nodos y antinodos que se produzcan, aunque también dependerá del punto donde se golpee la membrana; de hecho, si se percute en el centro del timbal, se producirá un sonido sordo y bastante indeterminado; en cambio, si la percusión se realiza en el lugar o lugares correctos, se obtendrá un sonido determinado. El punto en el que se golpea o percute entra en relación con los nodos y antinodos más importantes, y afecta al volumen y al timbre resultante. Lo más frecuente es elegir un punto que se halle algo alejado del borde. La variación del volumen dependerá de la fuerza y la velocidad del golpe, Las baquetas son otro medio para influir en las vibraciones de los instrumentos de percusión. Normalmente, cuanto más suave y ancha sea la cabeza de la baqueta, más se favorecerá la aparición del armónico fundamental, con menor presencia del resto de armónicos al cubrir sus antinodos, de modo que el tono resuena con más sequedad; mientras que, por el contrario, cuanto más dura y estrecha sea la cabeza de la baqueta, más se favorece la presencia de armónicos, con lo que el tono se convierte o mejor dicho se reviste de una mayor calidez, dando como resultado un sonido más aterciopelado. Vibración en membranas 1º- Las frecuencias de los "modos" no son armónicos. 2º- Los nodos de la membrana que vibra son bidimensionales, es decir, son líneas. 3º- Presentan dos tipos de nodos: círculos concéntricos con la circunferencia del parche (Fig. 1-6) y diámetros bisectores de la misma (Fig. 1-7). Al excitar los distintos modos de vibración de un timbal, aparecerán nodos circulares, nodos diametrales o bien, una combinación de ambos.

El físico alemán Ernst Chladni, considerado el padre de la Acústica moderna, realizó profundos estudios sobre las vibraciones de las placas y membranas y descubrió que en estos cuerpos no existen nodos y vientres propiamente dichos, sino líneas de puntos donde la vibración es nula o pequeña, llamadas líneas nodales, y zonas demarcadas por estas líneas donde la vibración alcanza valores máximos llamadas zonas ventrales

En la fig. 1-8 15 observamos el experimento realizado por Thomas D. Rossing en el que se muestran, en forma de configuraciones Chladni, seis de los modos de vibración de un timbal. Para ello, se roció el parche del timbal con polvo y se le puso en vibración a frecuencias preseleccionadas a través de un mecanismo con un imán fijado al parche. Al ponerse en vibración el parche, se observa cómo el polvo se concentra en las zonas del parche donde las vibraciones son más débiles, es decir, en los nodos. Las frecuencias de los modos de vibración se designan, por convención, con pares de dígitos; el primero indica el número de nodos diametrales y el segundo el de nodos circulares

Vibración en placas

Fue Ernest Chladni, físico y músico alemán, inició la investigación sobre los sonidos producidos por las varillas, placas y campanas. En 1787 realizó el primer estudio científico sobre la vibración de las placas Chladni espolvoreó con arena fina una placa circular o cuadrada, sujeta mediante un eje céntrico y la puso en resonancia mediante un arco de violín, de esta forma visualizó los modos propios de vibración de una placa. Al vibrar la placa, la arena se desplaza por efecto gravitatorio desde las zonas de máxima vibración hasta las zonas de vibración nula, produciéndose el efecto estacionario. En función del tamaño de la placa, forma, espesor y material de construcción, aparecían diferentes y curiosas figuras al desplazarse los granos de arena. El experimento permitió visualizar los modos propios de vibración de una placa y permitieron a su autor formular dos leyes sobre las vibraciones de las placas y membranas, estableciendo que: 1 La frecuencia de dos placas o membranas de igual superficie es inversamente proporcional a su espesor. 2 La frecuencia de dos placas o membranas de idéntico espesor varía inversamente al cuadrado de su diámetro.

En laboratorios más modernos, las placas fueron sometidas a vibración mediante un generador de frecuencias. Como resultado se obtuvieron gran cantidad y diversidad de patrones y líneas modales que se formaron en la placa.