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En un estudio publicado hoy, 1 de julio de 2011, en IOP Publishing’s journal Nonlinearity
, los investigadores han captado imágenes de alta velocidad de la dinámica del líquido lleno de los cuencos tibetanos y cuantificar cómo las gotas son impulsadas desde la superficie del agua como si los tazones estuvieran muy excitados.
El vídeo que presenta esta dinámica interesante puede verse a continuación:
Un cuenco tibetano, generalmente hecho de una aleación de bronce que contienen cobre, estaño, zinc, hierro, plata, oro y níquel, es un tipo de timbre de pie que al golpear o frotar el borde con palillos o batidores, transforman el aire circundante en vibraciones inesperadamente cálidas, profundas y perceptibles, convirtiéndose en sonidos plenos y armoniosos, como si fuera una orquesta completa de armonías.
Las propiedades únicas de los cuencos cantores tibetanos fueron utilizadas como una forma de investigar la interacción de un líquido con materiales sólidos – una situación que se presenta en muchas aplicaciones de ingeniería tales como la carga de viento de puentes y edificios.
Cuando el recipiente lleno de líquido dentro del cuenco tibetano se frota, los pequeños cambios en la forma del recipiente molestan a la superficie en el borde del agua lo que da a lugar la generación de ondas. Además, cuando estos cambios son lo suficientemente grandes, se rompen las olas, dando lugar a la expulsión de las gotas.
Los nuevos hallazgos podrían beneficiarse de procesos como los inyectores de combustible y los aerosoles donde la generación de gotas de perfume juega un papel importante.
Los videos de alta velocidad permitieron a los investigadores, de la Université de Liège y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, cuantificar cómo las gotas se forman, expulsadas, aceleradas, y rebotan en la superficie del líquido.
Un fenómeno similar al frotar el borde de una copa de vino, que inspiró el diseño de la armónica de cristal de Benjamin Franklin. Sin embargo, el cuenco tibetano es más fácil de excitar que a la copa de vino, ya que su frecuencia de resonancia es mucho menor.
Con el fin de generar las olas y las gotas resultantes, un altavoz se estableció junto a las copas, que emite el sonido en frecuencias específicas. Una vez que el sonido golpeo en la frecuencia de resonancia del cuenco, una onda de sonido vibrando en la fase natural de la taza, se generan las ondas.
Una cámara de alta velocidad se utilizo para capturar imágenes de las gotas, de la cual se podrían tomar las medidas.
El autor principal, el profesor John Bush dijo: “Si bien nuestro sistema es un ejemplo de interacción fluido-sólido, que fue motivado más por curiosidad que por las aplicaciones de ingeniería.
“Estamos satisfechos con los resultados de nuestra investigación, que a nuestro juicio ha permitido comprender la física básica del sistema. Sin embargo, uno puede encontrar más sorpresas al cambiar el recipiente o propiedades de los fluidos”.
Proporcionada por el Instituto de Física
Acceso a investigación completa:
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