PPTCES003CB32-A16V1 Clase Ondas II: el sonido. Resumen de la clase anterior ONDAS Se clasifican según Naturaleza Mecánicas Electromagnéticas Dirección.

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1 PPTCES003CB32-A16V1 Clase Ondas II: el sonido

2 Resumen de la clase anterior ONDAS Se clasifican según Naturaleza Mecánicas Electromagnéticas Dirección de oscilación de las partículas Dirección de oscilación de las partículas Longitudinales Transversales Sentido de propagación Sentido de propagación Viajeras Estacionarias Rapidez de propagación Rapidez de propagación Frecuencia Periodo Longitud de onda Longitud de onda Amplitud Características Poseen Armónicos

3 Aprendizajes esperados Reconocer el sonido como una onda. Reconocer las características del sonido y su relación con las características de la onda sonora. Reconocer la diferencia entre sonido y ruido. Comprender el efecto Doppler. Reconocer, de forma básica, la anatomía y fisiología del oído. Aplicar los conceptos vistos a la resolución de problemas.

4 Pregunta oficial PSU Cuando se escucha el sonido que emite la sirena de una ambulancia en reposo, el tono del sonido que se percibe es diferente al que se oye cuando la ambulancia se aleja. ¿Cuál de las siguientes opciones permite explicar este fenómeno? A) La intensidad del sonido emitido por la sirena alejándose disminuye progresivamente. B) Las ondas sonoras emitidas por la sirena que se aleja se propagan más lentamente. C) Las ondas sonoras emitidas por la sirena que se aleja se propagan más rápidamente. D) Los frentes de onda sonora que emite la sirena alejándose llegan más juntos. E) Los frentes de onda sonora que emite la sirena alejándose llegan más separados. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2016, módulo común.

5 1. El sonido y sus características 2. El efecto Doppler 3. Sonido y ruido 4. Anatomía y fisiología del oído Págs.: 127-130 133-136 Cap. 5

6 El sonido es una onda que se propaga por un medio (sólido, líquido o gaseoso) cuyas partículas tienen la capacidad de vibrar (medio elástico). Es una onda mecánica y longitudinal. Todo sonido es producido por un objeto material que vibra. Ejemplo: ¿cómo genera el sonido un diapasón? 1. El sonido y sus características 1.1 Definición El brazo del diapasón vibra Las partículas del aire transmiten la vibración El sonido viaja hasta nuestro oído Pág. 127 Cap. 5

7 Los sonidos pueden ser clasificados según su frecuencia de la siguiente forma: 1.2 Espectro sonoro 1. El sonido y sus características

8 Nos permiten diferenciar un sonido de otro. El sonido posee tres características: - Volumen o intensidad - Tono o altura - Timbre Cada una de estas características se relaciona con una característica de la onda sonora. 1.3 Características del sonido 1. El sonido y sus características

9 1) Volumen o intensidad: Está relacionado con la energía que la onda sonora transporta y, por lo tanto, con la amplitud de la onda. Intensidad de los sonidos en [dB] 1.3 Características del sonido 1. El sonido y sus características Se mide en una unidad llamada decibel (dB)

10 2) Tono o altura: Es una característica que está relacionada con la frecuencia de la onda sonora. Las frecuencias bajas (vibraciones lentas) producen sonidos graves. Las frecuencias altas (vibraciones rápidas) producen sonidos agudos. 1.3 Características del sonido 1. El sonido y sus características Dos sonidos de igual intensidad, pero de distinto tono.

11 3) Timbre: Es una característica del sonido que permite diferenciar entre dos sonidos de igual tono e intensidad, emitidos por dos fuentes sonoras diferentes. Por ejemplo, un violín y una guitarra. En general, los sonidos que escuchamos están compuestos por varias ondas sonoras mezcladas; una cuya frecuencia es la fundamental, más un número de otras ondas cuyas frecuencias corresponden a distintos armónicos. Nosotros percibimos esta mezcla de ondas como una sola, el sonido. El timbre queda determinado por la cantidad e intensidad de los armónicos que tenga un sonido. 1.3 Características del sonido 1. El sonido y sus características Sonidos de la misma frecuencia fundamental, pero con diferentes timbres

12 Por ejemplo, si un violín y una guitarra tocan una nota “La” (la misma frecuencia fundamental para ambos), el cuerpo de cada instrumento vibra produciendo distintos armónicos, que se mezclan con la frecuencia fundamental y generan el timbre característico de la guitarra y del violín. Así, el timbre depende de las características físicas del cuerpo que emite el sonido. 1.3 Características del sonido 1. El sonido y sus características Dos sonidos de igual intensidad y tono, pero de distinto timbre.

13 1. ¿Con qué característica de una onda sonora está relacionada la intensidad de los sonidos que escuchamos? A) Frecuencia B) Amplitud C) Velocidad D) Periodo E) Longitud de onda Ejercicio 1 guía Ondas II: el sonido Ejercicios B Reconocimiento

14 1.4 Transmisión de ondas de sonido Todas las ondas, no importando su tipo, tienen la capacidad de propagarse por un medio (que les permita el paso), pudiendo incluso trasladarse a otro medio distinto. Esta capacidad de las ondas se denomina “transmisión”. 1. El sonido y sus características Al transmitirse de un medio a otro diferente, la onda siempre cambia su velocidad y su longitud de onda. Su frecuencia permanece constante.

15 En el caso del sonido, la velocidad con la que se propaguen las ondas depende únicamente de las características del medio, siendo independiente de la frecuencia que la onda posea. En general, el sonido viaja más rápido en los medios más densos: v sonido sólidos > v sonido líquidos > v sonido gases En el aire, el sonido viaja más rápido a mayor temperatura. En general, el sonido viaja más rápido en los sólidos. 1. El sonido y sus características 1.4 Transmisión de ondas de sonido Onda de sonido

16 9. En una tempestad una persona observa un relámpago y 15 [s] después escucha el trueno. Si la rapidez de propagación del sonido en el aire es 340 [m/s], ¿a qué distancia se produjo la descarga eléctrica? A) 15 [m] B) 23 [m] C) 340 [m] D) 2.500 [m] E) 5.100 [m] Ejercicio 9 guía Ondas II: el sonido Ejercicios E Aplicación

17 2.1 Definición Es el cambio aparente en la frecuencia de un sonido, que un observador percibe cuando existe movimiento entre él y la fuente sonora. 2. El efecto Doppler Pág. 133 Cap. 5 Por limitaciones técnicas, video solo disponible en presentación en carpeta de clase.

18 2.2 ¿Por qué se produce? 2. El efecto Doppler 1. Fuente sonora acercándose: las ondas de sonido se “comprimen”, acercándose entre sí. El observador percibe una frecuencia mayor que la real. Se escucha el tono del sonido más agudo.

19 2. Fuente sonora alejándose: la distancia entre las ondas de sonido aumenta y se percibe una frecuencia menor. El observador escucha el tono del sonido más grave que el real. La frecuencia aparente percibida por el receptor en el efecto Doppler, se puede calcular mediante la siguiente expresión: Recuerda, en el efecto Doppler percibimos un “cambio aparente” en el tono de un sonido, ya que ¡el tono real del sonido nunca cambió! 2.2 ¿Por qué se produce? 2. El efecto Doppler

20 25. Alejandro y Franco corren con la misma rapidez hacia una sirena que genera un sonido de frecuencia 340 [Hz]. Si Alejandro se encuentra 20 [m] más atrás de Franco, los sonidos que perciben I)tienen igual tono. II)corresponden a ondas de frecuencia mayor a 340 [Hz]. III)corresponden a ondas de distinta frecuencia. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo I y II E) solo I y III Ejercicio 25 guía Ondas II: el sonido Ejercicios D ASE

21 El ruido se puede definir como cualquier sonido no deseado, o aquel calificado como desagradable o molesto por quien lo percibe. 3.1 Definición 3. Sonido y ruido El ruido puede ser un sonido de alta intensidad, como el sonido de un martillo neumático rompiendo el pavimento de una calle. ….aunque también puede ser de baja intensidad, pero que permanezca en el tiempo, como el sonido de una gota que cae, en medio del silencio de la noche. El ruido puede producir efectos fisiológicos y psicológicos acumulativos, como: daño auditivo, estrés, insomnio, etc. Pág. 130 Cap. 5

22 4. Anatomía y fisiología del oído Encontrarás una breve descripción de la anatomía y fisiología del oído en la pág. 134 de tu libro de Ciencias Plan Común, Física.

23 5. Respecto del sonido, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es INCORRECTA? A) Un sonido nos parece más agudo cuanto mayor sea su frecuencia. B) Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia percibida del sonido de la bocina de un automóvil que pasa cerca aumenta cuando este se aproxima. C) Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia percibida del sonido de la bocina de un automóvil que pasa cerca disminuye cuando este se aleja. D) El sonido solo se propaga en medios materiales. E) La frecuencia del sonido aumenta al pasar del aire al agua. Ejercicio 5 guía Ondas II: el sonido Ejercicios E Reconocimiento

24 Pregunta oficial PSU Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2016, módulo común. E Comprensión Cuando se escucha el sonido que emite la sirena de una ambulancia en reposo, el tono del sonido que se percibe es diferente al que se oye cuando la ambulancia se aleja. ¿Cuál de las siguientes opciones permite explicar este fenómeno? A) La intensidad del sonido emitido por la sirena alejándose disminuye progresivamente. B) Las ondas sonoras emitidas por la sirena que se aleja se propagan más lentamente. C) Las ondas sonoras emitidas por la sirena que se aleja se propagan más rápidamente. D) Los frentes de onda sonora que emite la sirena alejándose llegan más juntos. E) Los frentes de onda sonora que emite la sirena alejándose llegan más separados.

25 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad temáticaHabilidad 1 B El sonido Reconocimiento 2 C El sonido Reconocimiento 3 A El sonido Aplicación 4 C El sonido ASE 5 E El sonido Reconocimiento 6 B El sonido Aplicación 7 C El sonido Comprensión 8 A El sonido Comprensión 9 E El sonido Aplicación 10 E El sonido ASE 11 E El sonido Aplicación 12 D El sonido Comprensión

26 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad temáticaHabilidad 13 D El sonido Comprensión 14 D El sonido Reconocimiento 15 B El sonido ASE 16 B El sonido Comprensión 17 E El sonido Aplicación 18 A El sonido Aplicación 19 C El sonido Aplicación 20 C El sonido Comprensión 21 D El sonido ASE 22 E El sonido Comprensión 23 D El sonido Comprensión 24 D El sonido Comprensión 25 D El sonido ASE

27 Síntesis de la clase SONIDO Producido por Cuerpo material que vibra Cuerpo material que vibra Puede ser Ultrasonido Sonido audible Infrasonido Transmisión Efecto Doppler Posee 3 características Intensidad o volumen Intensidad o volumen Timbre Tono o altura Tono o altura Onda mecánica y longitudinal Experimenta Lo percibimos mediante El oído

28 Prepara tu próxima clase En la próxima sesión estudiaremos: Ondas III: la luz

29 Propiedad Intelectual Cpech RDA: 186414 ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL. Equipo Editorial Área Ciencias: Física