¿Por qué el metal vibra de manera diferente en comparación con materiales como el plástico?

Esencialmente, el metal es elástico y transmite vibraciones fácilmente, mientras que el plástico es viscoelástico y no transmite vibraciones casi tan bien.

La analogía típica utilizada para pensar en esto es el modelo de resorte y tablero. El resorte representa la porción elástica de un material, y el tablero representa la porción viscosa.

Cuando se aplica fuerza al resorte, se comprime en algún punto y luego transfiere esa fuerza. Cuando se elimina la fuerza, vuelve a su forma y longitud originales.

Cuando se aplica fuerza a un tablero, la fuerza se absorbe y no se transfiere. Puedes pensar en un tablero como un cilindro hidráulico, o para una comparación más genérica, como una taza de masilla tonta. Cuando lo presionas, el material resiste el movimiento y ralentiza el impulso.

Los metales son como resortes.

Los plásticos son como resortes y salpicaderos juntos.

[ imagen: dos combinaciones comunes de resortes y salpicaderos utilizados para modelar la respuesta al movimiento de los polímeros ]

Entonces, debe preguntarse por qué el metal y el plástico reaccionan de manera tan diferente a las fuerzas aplicadas, ¿verdad?

Bueno, tiene que ver con la estructura molecular, por supuesto.

Los metales tienen una estructura de celosía de cristal bien organizada.

[ imagen: modelo de estructura de celosía de cristal metálico ]

Cuando empujas un lado de este tipo de estructura, la fuerza se transfiere perfectamente de una molécula a otra, ya que no hay espacio para ninguna compresión o reorganización interna. Simplemente no hay ningún lugar para que el material se mueva, por lo que la fuerza se transfiere a través de él.

Con los polímeros, por otro lado, hay poca organización interna. Incluso los polímeros más organizados siguen siendo solo semicristalinos, con muchas áreas amorfas distintas.

[ imagen: modelo de estructura semicristalina ]

Como puede ver, las moléculas en las áreas amorfas no están muy bien empaquetadas. Ciertamente pueden comprimirse internamente cuando se aplica fuerza y ​​no transfieren directamente la carga a través del material.

Por lo tanto, cuando se aplica una carga o vibración a un polímero, se absorbe una porción significativa. Esa energía no se pierde, sin embargo, se convierte en calor. Si se aplica suficiente carga lo suficientemente rápido, puede generar suficiente calor para fundir el polímero, como ocurre durante la soldadura ultrasónica de plásticos.

Ahora, en el caso de diapasones y otros instrumentos acústicos, el metal está cuidadosamente diseñado para vibrar naturalmente a ciertas frecuencias. El sonido es una onda, tiene una frecuencia, amplitud y longitud de onda. Cada una de estas propiedades varía según la forma del material y el módulo del material.

[ imagen: onda de sonido con amplitud y longitud de onda etiquetada ]

Debido a que los metales transfieren las vibraciones tan bien, pueden diseñarse para vibrar a una frecuencia determinada creando púas que coincidan con la longitud de onda de la frecuencia deseada para el material que se utiliza.

Debido a que los plásticos transfieren las vibraciones muy mal, no sería muy posible hacer un diapasón con ellos.

Escuché sobre el módulo elástico. Es diferente en plástico y meta, s. Además, la densidad es diferente. Las ondas sonoras dependen de aquí dos propiedades. Por lo tanto, ves diferentes sonidos y vibraciones

Dos cosas son diferentes entre (¡del mismo tamaño que la forma / grosor afecta esto!) Plástico y metal … el primero es el “amortiguamiento” o las pérdidas que se obtienen por cada vibración, con la mayoría de los plásticos que tienen un amortiguamiento mucho mayor (no suena largo) … y el segundo es la relación entre la rigidez y la densidad, siendo el metal en su mayor parte más rígido, lo que hace que las frecuencias que vibren sean mucho más altas.

Es la eficiencia con la que el material se deforma y se restaura a la forma original, sin perder energía de desplazamiento por “calentamiento interno”. Tampoco puedes hacer un diapasón de plomo.

Busque “atenuación” y “dispersión”.