1º Medio Ondas y Sonidos

El sonido Def: Onda mecánica longitudinal que se produce por la vibración de un medio elástico que puede ser solido, liquido o gaseoso y se transmite por variaciones de presión del medio.

Características del sonido Intensidad Tono o altura Timbre o calidad Velocidad de propagación Rangos de audibilidad

Intensidad Permite distinguir si un sonido es fuerte o débil Depende de la amplitud de la onda. El instrumento que se utiliza es el sonómetro. La unidad de medida es el decibel (dB).

Tono o altura Permite distinguir si un sonido es agudo o grave. Depende de la frecuencia Los sonidos agudos son de frecuencias altas Los sonidos graves son de frecuencias bajas.

Timbre o calidad Permite diferenciar dos sonidos de igual altura e intensidad emitidos por fuentes sonoras distintas

Velocidad de propagación Es afectada por dos factores importantes, temperatura del medio y la densidad del medio. Es independiente de la frecuencia y de la longitud de onda.

Rangos de audibilidad El sistema auditivo humano puede apreciar como sonido, vibraciones con frecuencias entre 20 Hz y 20.000 Hz. Vibraciones con baja frecuencia bajo 20 Hz se llaman infrasonido Vibraciones sobre 20.000 Hz se denominan ultrasonido.

Fenómenos ondulatorio del sonido Reflexión: Sonido se refleja en las superficies al chocar con ellas. Es mas eficaz cuanto es mayor es la densidad del superficie. El eco se produce al reflejarse el sonido. Nuestros oídos escuchan como dos sonidos diferentes si el intervalo de tiempo entre uno y otro, es por lo menos una décima de segundo. Δs= v*Δt  Δs=340 [m/s]*0,1[s]= 34[m] (ida y vuelta)

Reverbación es la prolongación del sonido debido a sucesivas reflexiones, una vez que se ha extinguido la fuente sonora. Se produce por múltiples ondas reflejadas que continúan llegando al oído. Tiempo de reverbación es el tiempo en que decae el sonido hasta que ya no es audible, es aquel momento en que la intensidad del sonido es 106 veces menor. “Si las paredes fueran reflectores perfectos, el proceso sería de duración infinita

Transmisión: El sonido se “transmite” a través de distintos medios (sólidos, líquidos y gaseosos). “La transmisión es mas eficaz en medios mas densos y frecuencias mas bajas”.

Absorción: Los distintos materiales tienen la capacidad de absorber energía acústica según su porosidad. Cuanto más poroso sea un material, más absorbente será, por lo tanto, reflejará menos sonido. Para conseguir un buen aislamiento acústico, hay que impedir que el sonido se trasmita, por se usan materiales duros, pesados y poco elásticos, como hormigón, acero, plomo, etc.

Refracción: Cambio de dirección y de rapidez que sufre una onda cuando pasa de un medio a otro de distinta características.  También puede producirse dentro de un mismo medio cuando las características no son perfectamente homogéneas, sino que varían en cuanto a su densidad o temperatura.

Resonancia: Todos los cuerpo tienen una frecuencia de vibración propia de cada estructura, por ello cuando recibe estímulos de una fuente ondulatoria  externa de la misma frecuencia o muy próxima, su amplitud de oscilación aumenta considerablemente. Un ejemplo es romper una copa con la voz. Un cantante puede hacer coincidir una nota musical con la frecuencia de resonancia del cristal. Esta depende del grueso del cristal, pero una ejecutado, sólo es cuestión de tiempo para que la copa se rompa.

Efecto Doppler: Es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Un buen ejemplo es la sirena de un coche policía o de una ambulancia pasar frente a ti. Cuando el sonido se encuentra a mucha distancia y comienza a acercarse es sumamente agudo hasta que llega a nosotros. Cuando se encuentra muy cerca nuestro el sonido se hace distinto, lo escuchamos como si el coche estuviera parado. Luego cuando continúa su viaje y se va alejando lo que escuchamos es un sonido mucho más grave.

Fórmula Doppler fo = frecuencia que percibe el observador (también se usa como fr ”frecuencia de la señal recibida”) ff = frecuencia real que emite la fuente (también se usa como fe ”frecuencia de la señal emitida”) vs = velocidad del sonido (343 m/s) vo = velocidad del observador (también se usa como vr ”velocidad del receptor”) vf = velocidad de la fuente (también se usa como ve ”velocidad del emisor”) Si el observador se acerca a la fuente emisora, el signo en el numerador será + (más) y simultáneamente el signo en el denominador será – (menos). Si el observador se aleja de la fuente emisora, el signo en el numerador será – (menos) y simultáneamente el signo del denominador será + (más).

Una radio emite un sonido con frecuencia de 440 Hz Una radio emite un sonido con frecuencia de 440 Hz. Una persona camina hacia la radio con velocidad  de 20 m/s. ¿Con qué frecuencia recibe el sonido el receptor? Analicemos los datos que tenemos:  fo =  x (frecuencia que percibe el observador) ff =  440 H (frecuencia real que emite la fuente) vs = 343 m/s (velocidad del sonido) vo = 20 m/s (velocidad del observador) con signo + ya que se acerca a la fuente vf = 0 m/s (velocidad de la fuente que esta en reposo) Respuesta: La persona percibe el sonido con una frecuencia de 466 Hz.

Ejercicios

B

A

C

C

C

C

A

A

C

C

D

D

Fin