¿Cómo se genera y propaga el sonido?

Presentación del tema: "¿Cómo se genera y propaga el sonido?"— Transcripción de la presentación:

1 ¿Cómo se genera y propaga el sonido?
Se requiere un cuerpo que vibre Un medio de propagación ONDA MECÁNICA Solido Líquido Gaseoso Las partículas oscilan en la dirección de propagación: ONDA LONGITUDINAL

2 Según forma de propagar
Rangos de audición del ser humano INFRASONIDO RANGO AUDIBLE ULTRASONIDO Menores de 20 Hz 20 Hz-20000Hz Superiores a 20000Hz En resumen: ONDAS DE SONIDO Según su naturaleza Según forma de propagar Rango Onda mecánica Onda longitudinal 20 y 20 kHz

3 Sonido Intensidad Tono Timbre
PROPIEDADES DEL SONIDO Sonido Intensidad Tono Timbre Permite diferenciar si un sonido es fuerte o débil. Es la característica que comúnmente asociamos como el "volumen" del sonido. Permite diferenciar si un sonido es agudo o grave. Es la característica que comúnmente asociamos con sonidos altos o bajos. Permite diferenciar dos fuentes sonoras sonando con el mismo tono y la misma intensidad

4 PROPIEDADES DEL SONIDO
1.- INTENSIDAD: Propiedad que se relaciona con la energía que propaga la onda sonora Cuando un radiorreceptor funciona «a todo volumen» produce un sonido de gran intensidad o como se dice comúnmente «un sonido fuerte» El tic-tac de un reloj es un sonido de baja intensidad o como se dice comúnmente un «sonido débil» MAYOR INTENSIDAD MAYOR AMPLITUD MAYOR ENERGÍA

5 El nivel de intensidad del sonido se mide en una unidad denominada bel (en homenaje a Alexander Graham Bell). En la practica, un submúltiplo se esta unidad es lo que más se usa: 1 decibel (dB) = 0,1Bel. 10 decibeles = 1 Bel

6 La intensidad de una onda sonora disminuye al alejarse de la fuente
A MAYOR DISTANCIA  MENOR INTENSIDAD La intensidad de una onda sonora es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente sonora EJEMPLO: Una persona se aleja al triple de distancia de la fuente sonora. ¿Cuánto varia la intensidad del sonido?

7 En general, los hombres tienen voz grave, y las mujeres voz aguda
2.- EL TONO: El tono de un sonido es la cualidad que nos permite clasificarlo como grave o agudo En general, los hombres tienen voz grave, y las mujeres voz aguda Mayor frecuencia Sonido agudo Depende El tono La frecuencia Menor frecuencia Sonido Grave

8 ¿CÓMO ES POSIBLE QUE NUESTRO OÍDO DISTINGA UN SONIDO DE OTRO?
3.- EL TIMBRE: A pesar de tener dos sonidos de igual tono e intensidad; nuestro oído puede diferenciar ambos sonidos: Se tienen dos sonidos sonando simultáneamente, con las siguientes características: ¿CÓMO ES POSIBLE QUE NUESTRO OÍDO DISTINGA UN SONIDO DE OTRO? Porque ambos sonido tienen distinto «TIMBRE», propiedad que nos permite diferenciar dos sonidos de igual tono e intensidad

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10 ACTIVIDADES 1. - Clasifica los siguientes sonidos según su tono: 3
ACTIVIDADES 1.- Clasifica los siguientes sonidos según su tono: 3.- Clasifica los sonidos según su intensidad, Marca una X según corresponda:

11 2. - Un sonido se incrementa desde los 70 dB hasta los 100 dB
2.- Un sonido se incrementa desde los 70 dB hasta los 100 dB. ¿Cuántas veces varía la intensidad del sonido? 4.- La nota DO de la escala musical tiene una frecuencia de 264 Hz, y la nota LA, de 440 Hz: ¿Cuál de estos dos notas es más aguda? Explique 5.- ¿Puede un sonido ser grave e intenso a la vez? ¿Y agudo y débil? 6.- Una persona se aleja al doble de una fuente sonora ¿Cuánto varía la intensidad del sonido?

12 RAPIDEZ DEL SONIDO RAPIDEZ DEL SONIDO Depende TIPO DE MEDIO TEMPERATURA DENSIDAD SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO GASES v(m/s) Aire (0 °C) 331 (100 °C) 386 LÍQUIDOS v(m/s) Agua (0 °C) 1490 Agua de mar (100 °C) 1530 SÓLIDOS v(m/s) Hierro 5130 Aluminio 5100 Madera 4500

13 SOLIDOS > LÍQUIDOS > GASEOSOS
MAYOR DENSIDAD MAYOR RAPIDEZ MAYOR TEMPERATURA MAYOR RAPIDEZ La rapidez del sonido es mayor en solidos, luego en medios líquidos y finalmente en medios gaseosos SOLIDOS > LÍQUIDOS > GASEOSOS GASEOSO LÍQUIDO SOLIDO

14 Un sonido A de gran frecuencia y un sonido B de baja frecuencia se propagan por el aire ¿Cuál se propaga con mayor rapidez? Ninguno, ambos se propagan con igual rapidez. No existe ninguna relación entre la rapidez y la frecuencia Un sonido A de gran intensidad y un sonido B de baja intensidad se propagan por el aire ¿Cuál se propaga con mayor rapidez? Ninguno, ambos se propagan con igual rapidez. No existe ninguna relación entre la rapidez y la intensidad Dos sonidos de distinta frecuencia que se propagan en el mismo medio homogéneo, necesariamente tienen igual rapidez. Dos sonidos de distinta amplitud que se propagan en el mismo medio homogéneo, necesariamente tienen igual rapidez. La rapidez de la onda sonora es independiente de la frecuencia y de la longitud de onda, en un medio homogéneo y a temperatura constante esta rapidez es también constante.

15 RAPIDEZ DEL SONIDO EN EL AIRE
340 [m/s] En el aire 15°C 1224 [Km/h] Medio gaseoso Temperatura Experimentalmente se sabe que la rapidez del sonido se incrementa en 0,6 m/s por cada °C de temperatura. La siguiente relación permite determinar la rapidez del sonido en función de la temperatura: Vo= Rapidez del sonido a 0°C  331 m/s T= temperatura del aire en °C V= Rapidez del sonido

16 EJEMPLOS: 1.- ¿Por que resulta ser un buen método para averiguar si se aproxima un tren? 2.- Determina la rapidez del sonido en el aire cuando su temperatura es de: 10ºC b) 20ºC 3.- a) si la temperatura del aire es de 15 ºC. ¿Cuánto tarda una onda sonora en recorrer una distancia de 170 m? b) ¿Y si la temperatura ambiente es de 10 ºC?

17 4.- El timbre del colegio se encuentra a 100 m de la sala.
¿Cuánto tarda el sonido del timbre en llegar a la sala? (t=15ºC) Si la temperatura es 5 ºC ¿Cuánto tarda el sonido en llegar? 5.- Una persona se encuentra frente a un muro, emite un sonido este llega al muro, se refleja y vuelve a la persona luego de 2,4 segundos ¿Qué distancia existe entre el muro y la persona?

18 EJERCICIOS

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20 FENÓMENOS ASOCIADOS A LA PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS:
FENÓMENOS SONOROS REFRACCIÓN INTERFERENCIA DIFRACCIÓN PULSACIONES REFLEXIÓN

21 FENOMENOS ASOCIADOS AL SONIDO
1. REFLEXION Se produce cuando el sonido “rebota” en una superficie. Existen dos fenómenos asociados a la reflexión del sonido: ECO REVERBERACIÓN Consiste en volver a escuchar un sonido producto de la reflexión. Se produce porque el sonido reflejado tarda más de 0,1 s en volver al emisor del sonido Consiste en una ligera prolongación del sonido una vez que se ha extinguido el original. La reflexión del sonido se puede corregir colocando materiales blandos de baja densidad, tanto en las paredes como en el suelo o techo (como por ejemplos cortinas, alfombras, etc.) que absorban la mayor parte del sonido.

22 FENOMENOS ASOCIADOS AL SONIDO
2. REFRACCIÓN 3. DIFRACCIÓN Cuando una onda sonora pasa a un medio de diferente densidad; experimenta un cambio de dirección y rapidez. En una refracción la onda sonora conserva su frecuencia (tono) y periodo, y modifica su rapidez y longitud de onda Ocurre cuando una onda que se propaga encuentra un obstáculo: como un muro o un orificio La onda sonora rodea el muro Al pasar por el orificio la onda sonora se abre DIFRACCIÓN

23 REFRACCIÓN EN UN MISMO MEDIO A DISTINTA TEMPERATURA

24 INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA INTERFERENCIA DESTRUCTIVA
Ocurre cuando se superponen dos ondas sonoras 4. INTERFERENCIA INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA CRESTA+CRESTA VALLE+VALLE INTERFERENCIA DESTRUCTIVA CRESTA+VALLE SONIDO+SONIDO SONIDO MÁS INTENSO SONIDO+SONIDO SILENCIO

25 INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA INTERFERENCIA DESTRUCTIVA
Interferencia de dos ondas sonoras de igual frecuencia: INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA CRESTA+CRESTA VALLE+VALLE SONIDO+SONIDO SONIDO MÁS INTENSO INTERFERENCIA DESTRUCTIVA CRESTA+VALLE SONIDO+SONIDO SILENCIO

26 INTERFERENCIA DESTRUCTIVA:
CRESTA+VALLE INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA: CRESTA+CRESTA VALLE+VALLE

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28 5. PULSACIONES Ocurre cuando se superponen dos sonidos cuyas frecuencias (tonos) son ligeramente distintas La intensidad del sonido resultante fluctúa, primero se eleva y luego vuelve a descender y así sucesivamente Frecuencia A Frecuencia B Sonido resultante

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30 Se llama frecuencia natural al sonido característico de un objeto cuando vibra. La frecuencia natural depende de factores tales como la elasticidad y la forma del objeto. Dos objetos diferentes, por lo general, emiten sonidos distintos cuando vibran. Es posible inducir la vibración de un objeto cuando con otro objeto genera la misma frecuencia natural RESONANCIA

31 Es un cambio aparente en la frecuencia con la cual se recibe un sonido, producto de un movimiento de la fuente sonora 6. EFECTO DOPPLER La distancia entre cresta y cresta es la misma en todas las direcciones Un observador en B vería que las ondas llegan con mayor frecuencia Las ondas llegan con la misma frecuencia a los puntos A y B Un observador en A vería que las ondas llegan con mayor frecuencias

32 En el caso del sonido en el aire:

33 CUANDO LA FUENTE SONORA
SE ALEJA SE ACERCA MENOR FRECUENCIA MAYOR FRECUENCIA SONIDO GRAVE (MENOR TONO) SONIDO AGUDO (MAYOR TONO) f= Frecuencia percibida por el receptor (Hz) fo=Frecuencia de la fuente sonora (Hz) v= rapidez del sonido en el aire (m/s) vF=rapidez de la fuente (m/s) USAR (+) cuando se aleja (-) cuando se acerca

34 APLICACIÓN: Sistema de control de velocidad por radar

35 EJEMPLO: La sirena de un tren que se mueve con una rapidez de 72 Km/h emite un sonido cuya frecuencia es de 1000 Hz. Si la temperatura del aire es de 20 ºC. Determina la frecuencia que percibe una persona en la estación, cuando el tren se: Acerca Aleja

36 EJERCICIOS