Clase 4:

Amortiguación de ondas Se denomina amortiguación a la disminución de la amplitud de una onda. Esto sucede a medida que avanza la onda, la que se aminora producto de dos causas: La absorción y la atenuación.

Absorción Al atravesar un medio, las ondas ceden parte de su energía al mismo. Como consecuencia, el medio se calienta. Tal perdida de energía se traduce en una disminución de la amplitud de onda. Esto se puede observar si hacemos oscilar un resorte mediante una perturbación inicial: las oscilaciones van disminuyendo hasta que cesan.

Atenuación Este fenómeno se dan en ondas esféricas cuyo frente de ondas se propagan en todas direcciones del espacio. A medida que la onda avanza, la esfera que forma el frente de ondas en mayor de modo que la energía inicial se debe disminuir entre un mayor numero de partículas. Este fenómeno se produce siempre, aunque no haya transmisión de energía al medio.

Resonancia Cuando un cuerpo es capaz de vibrar, lo hace siempre con una frecuencia determinada que se denomina frecuencia natural o propia. Cuando estos materiales son sometidos a vibración bajo la acción de la fuerza externa periódica, pueden variar su frecuencia y ajustarla a la de esa fuerza. Sin embargo, cuando la frecuencia de esta fuerza coincide con la frecuencia propia del cuerpo sobre el que actúa, se produce un aumento progresivo de la amplitud del movimiento vibratorio, se denomino resonancia.

Ondas Sonoras

Las ondas sonoras son longitudinales, mecánicas y se propagan en todas direcciones de modo que su frente de ondas es esférico, asimismo tienen la capacidad de estimular el oído humano y producir la sensación sonora.

Desde el punto de vista físico, el sonido comparte todas las propiedades de los movimientos ondulatorios, por lo que su estudio se realiza a partir de los conceptos sobre ondas.

Desde el punto de vista fisiológico, el sonido existe únicamente cuando un oído es capaz de percibirlo. Las vibraciones del aire producen la vibración de la membrana del tímpano, si el oído funciona, sentimos el sonido.

Las ondas del sonido son como las que se propagan a lo largo de un resorte como consecuencia de una compresión longitudinal. Las partículas del medio se comprimen en las zonas de máxima amplitud de la ondulación y se separan en las de mínima amplitud. Estas zonas se denominan de compresión y rarefacción.

Medios y rapidez de propagación El tipo de medio por el que se propaga el sonido es el factor más influyente en la rapidez con que lo hace. En los medios gaseosos, como el aire, las vibraciones son transmitidas de un punto a otro mediante choques entre las partículas que constituyen el gas. Cuanto mayor sea la densidad del gas, más facilidad tendrán para chocar las partículas y, por lo tanto, mayor será la rapidez de la onda.

En los medios sólidos, son fuerzas que unen entre si las partículas constitutivas del cuerpo las que se encargan de propagar de propagar la perturbación de un punto a otro. Este procedimiento más directo explica por qué la rapidez del sonido del sonido es mayor en los sólidos que en los gases.

La rapidez varía muy poco con la temperatura en sólidos y líquidos La rapidez varía muy poco con la temperatura en sólidos y líquidos. En los gases sin embargo, aumento con la temperatura porque se incrementa la probabilidad de los choques entre las moléculas. 𝑉=331 𝑇 273 Donde 331(m/s) es la rapidez del sonido en el aire a 0°C y T es la temperatura absoluta en kelvin.

Ejercicio Calcula la rapidez de propagación del sonido en el aire en invierno, cuando el termómetro señala -10°C y en verano a 15°C

Por otra parte la rapidez del sonido se ve afectada por dos propiedades de la materia: la densidad y la densidad. Las propiedades elásticas están relacionadas con la tendencia de un material a recuperar su forma original cuando se aplica sobre él una fuerza. Un material con alta elasticidad (rígido) se caracteriza por grandes fuerzas entre sus partículas. Esto hace que las partículas vuelvan rápidamente a su posición de equilibrio y estén dispuestas a iniciar de nuevo un movimiento.

La densidad de un medio representa la masa de una sustancia por unidad de volumen. Así mientras más densa sea una sustancia, mayor masa tendrán sus moléculas, si se considera un mismo volumen, lo que implica que el sonido se transmitirá en él más lentamente. Debido a que las ondas de sonido transportan energía que es la responsable de la vibración de las partículas del medio y se necesita más energía para hacer vibrar las moléculas grandes que la requerida para hacer vibrar moléculas más pequeñas.

El sonido viaja con mayor rapidez por materiales menos densos y más elásticos.