La física de tocar la guitarra - Oscar Fernando Pérez

Ver la lección completa en: http://ed.ted.com/lessons/the-physics-of-playing-guitar-oscar-fernando-perez

Los maestros de la guitarra como Jimi Hendrix pueden ignorar las leyes de la física de las ondas a voluntad, y tocar melodías con la ayuda de la inspiración y la vibración. Pero ¿cómo se transforma la madera, el metal y el plástico en ritmo, melodía y música? Oscar Fernando Pérez detalla la física de tocar la guitarra, desde el primer acorde hasta esa nota final tocada con maestría.

Lección de Oscar Fernando Pérez, animación de Chris Boyle.

Hendrix, Cobain y Page.

Todos saben tocar
con técnica y velocidad,

pero ¿cómo hacen exactamente estos
artilugios icónicos en sus manos

para producir notas,
ritmo, melodía y música?

Al tocar una cuerda de guitarra, se crea
una vibración llamada onda estacionaria.

Algunos puntos de la cuerda, llamados
nodos, no se mueven en absoluto,

mientras que otros puntos, los vientres,
oscilan de un lado a otro.

La vibración pasa por el mástil y
el puente, al cuerpo de la guitarra,

donde la delgada madera flexible vibra,

presionando y liberando las
moléculas de aire circundantes.

Esta secuencia de compresiones
crea ondas de sonido

y las que están dentro de la guitarra
generalmente escapan por la boca.

Finalmente, se propagan hasta el oído,

que las traduce en impulsos eléctricos

y el cerebro las interpreta como sonido.

El tono de ese sonido depende de
la frecuencia de las compresiones.

Una cuerda que vibra rápidamente
produce varias compresiones cercanas,

creando un sonido agudo,

y una vibración lenta
produce un sonido grave.

Cuatro cosas afectan la frecuencia
de una cuerda que vibra:

la longitud, la tensión,
la densidad y el grosor.

Las típicas cuerdas de guitarra
tienen todas la misma longitud,

y tienen una tensión similar,
pero varían en grosor y densidad.

Las cuerdas más gruesas vibran más
lentamente y producen notas más bajas.

Cada vez que tocas una cuerda,

creas en realidad varias
ondas estacionarias.

La primera onda fundamental
determina el tono de la nota

pero se producen también
ondas llamadas armónicos,

a ciertas frecuencias cuyos valores

son múltiplos de la frecuencia
de onda fundamental.

Todas esas ondas interfieren para producir
una onda compleja con un sonido rico.

El cambio en la forma de tocar la cuerda
determina los armónicos obtenidos.

Si tocas cerca del medio,

obtienes la frecuencia fundamental
y los armónicos impares,

que tienen vientres en
el medio de la cuerda.

Si tocas cerca del puente, por
lo general obtienes armónicos pares

y un sonido más metálico.

La típica escala occidental se basa

en la serie de armónicos
de una cuerda que vibra.

Al oír una nota tocada con otra
que tiene el doble de su frecuencia,

su primer armónico,

suenan tan en armonía que
les asignamos el misma nombre,

y definimos la diferencia
entre ellas como una octava.

El resto de la escala
está contenido en esa octava

dividido en 12 semitonos

cuya frecuencia es cada vez 2^(1/12)
más alta que la anterior.

Ese factor determina
el espaciado de los trastes.

Cada traste divide el largo restante
de la cuerda en 2^(1/12),

y hace que las frecuencias
aumenten en un semitono.

Los instrumentos
sin trastes como el violín,

facilitan la producción de infinitas
frecuencias entre cada nota,

pero con el desafio añadido
de tocar afinadamente.

El número de cuerdas y su afinación

están hechas a medida de los
acordes que nos gusta tocar

y a la fisiología de nuestras manos.

Las formas de las guitarras
y los materiales también pueden variar,

y ambas cosas cambian la naturaleza
y el sonido de las vibraciones.

Tocar dos o más cuerdas al
mismo tiempo permite crear

nuevos patrones de ondas, como
los acordes y otros efectos de sonido.

Por ejemplo, al reproducir dos notas
cuyas frecuencias se propagan muy juntas,

estas interfieren y crean una onda
de sonido cuya amplitud sube y baja

produciendo un efecto vibrante
que los guitarristas llaman ritmo.

Y con las guitarras eléctricas
se puede jugar aún más.

Aunque las vibraciones
se forman en las cuerdas,

la guitarra eléctrica con pastilla
la transforma en señales eléctricas

que se transmiten a los altavoces
que crean las ondas sonoras.

Entre la pastilla de
recogida y los altavoces,

es posible procesar la onda
de diversas maneras,

para crear efectos como la distorsión,
sobremarcha, wah-wah, delay y flanger.

Y si piensan que la física de la música
es útil solo para el entretenimiento,

consideren esto.

Algunos físicos creen
que todo en el universo

está creado por una serie armónica de
cuerdas muy pequeñas y muy tensas.

Así que ¿puede que
toda nuestra realidad

sea un solo de guitarra prolongado
de algún Jimi Hendrix cósmico?

Claramente, las cuerdas abarcan
mucho más de lo que capta el oído.