ONDAS

Se clasificansegún su

Naturaleza

Dirección de oscilación

Sentido de propagación

Fenómenos ondulatoriosSus características son

Amplitud

Frecuencia

Período

Longitud de onda

Velocidad de propagación

Reflexión

Refracción

Difracción

Transmisión

Interferencia

COLEGIO ADVENTISTA DE LA SERENADEPTO. DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA DOCENTE: HERNÁN ALEXIS AROS NÚÑEZ

Aprendizajes esperados

• Reconocer el sonido como una onda.

• Comprender las características del sonido.

• Aplicar los fenómenos ondulatorios al sonido.

• Aplicar los conceptos a la resolución de problemas.

Pregunta oficial PSU

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2008.

Se emiten dos sonidos en un mismo medio homogéneo. Si la frecuencia de la primera onda es la mitad que la de la segunda.

I) el período de la primera onda es el doble que el de la segunda.

II) la longitud de onda de la primera onda es la mitad que la de la segunda.

III) la rapidez de propagación de la primera onda es la mitad que la de la segunda.

Es (son) correcta(s)

A) sólo I.B) sólo II.C) sólo III.D) sólo I y II.E) sólo II y III.

1. Sonido y sus características

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

3. Fisiología del oído

El sonido es una onda producida por un objeto material que vibra, que se propaga por un medio (sólido, líquido o gaseoso) cuyas partículastienen la capacidad de vibrar (medio elástico).

Es una onda mecánica y longitudinal

Ejemplo: ¿cómo genera el sonido un diapasón?

1. Sonido y sus características

1.1 Definición

Brazo del diapasón que vibra

Partículas del aire que transmiten la vibración

Los sonidos pueden ser clasificados según su frecuencia de la siguienteforma:

1. Sonido y sus características

1.2 Clasificación del sonido

Nos permiten diferenciar un sonido de otro.

El sonido posee tres características:

- Volumen o intensidad

- Tono o altura

- Timbre

Cada una de ellas se relaciona con una característica de la onda sonora.

1. Sonido y sus características

1.3 Características del sonido

1) Volumen o intensidad: Está relacionado con la energía que la onda sonora transporta y, por lo tanto, con la amplitud de la onda.

Se mide en una unidad llamada decibel (dB)

1. Sonido y sus características

Intensidad de los sonidos en [dB]

1.3 Características del sonido

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. Sonido y sus características

1.3 Características del sonido

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.

El timbre depende de las características constructivas del cuerpo que emite el sonido.

1. Sonido y sus características

1.3 Características del sonido

1. ¿Con qué característica de una onda sonora está relacionada la Intensidad de los sonidos que escuchamos?

A) Frecuencia.

B) Amplitud.

C) Velocidad.

D) Forma.

E) Longitud de onda.

BConocimiento

Ejercicio 1 guía Ondas II: Sonido y sus características

Ejercicios

El sonido puede reflejarse o “rebotar” al incidir sobre una superficie.

A la reflexión de una onda sonora solemos llamarla “eco”. Este se produce cuando el sonido emitido por una persona u objeto se refleja en un medio más denso y vuelve al emisor.

Para que el eco se escuche claramente, el emisor debe estar ubicado al menos a 17 [m] de la superficie reflectora.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

2.1 Reflexión

El sonar y algunos animales utilizan el “eco” para localizarse o cazar.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

2.1 Reflexión

2.2 Refracción

Cuando el sonido pasa de un medio a otro distinto cambia su dirección de propagación. Este fenómeno se conoce como refracción del sonido. La desviación del sonido se relaciona con un cambio en su rapidez depropagación, al viajar por un medio distinto.

Por ejemplo, el sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío, por lo que sufre refracción.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

Influencia de la temperatura del aire en la refracción del sonido.

El sonido tiende a “curvarse” producto de las diferencias de temperatura en el aire. El

efecto puede llegar a ser importante para distancias grandes.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

2.2 Refracción

2.3 Difracción

Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de rodearlo y seguir propagándose. A este fenómeno se le denomina difracción del sonido.

La persona B puede escuchar a la persona A, en virtud de que el sonido emitido por A rodea el muro y llega al oído de B.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

2.4 Transmisión

El sonido, como toda onda, tiene la capacidad de pasar desde un medio a otrodistinto (que le permita el paso), es decir, tiene la capacidad de transmitirse.

En el aire, a mayor temperatura, el sonido viaja más rápido.

Su frecuencia permanece constante.

Medio Rapidez de propagación

Aire 340Agua 1450Cobre 3700Acero 5000

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

s

m

Transmisión del sonido en una cuerda vibrante

La velocidad del sonido en una cuerda vibrante depende de la tensión de la cuerda (T) y de la masa (m) por unidad de longitud (L).

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

m

LTv

scmSGC

smIS

:...

:..

velocidadpara Unidades

2.4 Transmisión

2.5 Interferencia

Los sonidos se pueden interferir modificándose la amplitud de la onda sonoraresultante.

En el caso de un estadio o un coro, las voces se “suman” interfiriéndose“constructivamente”.

Un caso de interferencia destructiva es la “cancelación de ruido” mediante lageneración de un sonido de una frecuencia específica, para generar “silencio” enlos audífonos del piloto de un avión.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

2.6 Absorción

Es la capacidad que poseen algunos materiales para absorber ondas de sonido.

Mientras mayor capacidad de absorber sonido tiene un material, menor es su capacidad para reflejarlo.

Un material es mejor absorbente mientras menos denso y más blando sea, como alfombras, cortinas y espumas.

Los sonidos más agudos son absorbidos con mayor facilidad que los graves.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

¿Por qué una sala de grabación casera es recubierta con cajas de huevo?

¿Por qué las salas de cine están recubiertas con alfombras y cortinas?

Una cámara anecoica es una sala especialmente diseñada para absorber el sonido que incide sobre las paredes, el suelo y el techo, anulando los efectos de eco y reverberación.

Las salas de grabación y los cines son ejemplos de cámaras anecoicas.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

2.6 Absorción

2.7 Resonancia

Es la vibración espontánea que experimenta un cuerpo cuando se ve afectado por una vibración o sonido de su misma frecuencia.

La resonancia produce un “aumento en la intensidad” de los sonidos.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

Los instrumentos poseen “cajas de resonancia” para obtener mayor volumen.

Nuestro pecho, garganta y cavidades buco - nasales son “cajas de resonancia” naturales.

2.8 Efecto Doppler

¿Por qué se produce?

1. Fuente sonora acercándose: la distancia entre las ondas de sonido disminuye. La frecuencia del sonido se percibe mayor que la real. Se escucha el tono más agudo.

2. Fuente sonora alejándose: la distancia entre las ondas de sonido aumenta. La frecuencia del sonido se percibe menor que lareal. Se escucha el tono más grave.

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

Es el cambio aparente en la frecuencia de un sonido que un observador percibe cuando existe movimiento entre él y la fuente sonora.

La frecuencia aparente que percibe el receptor en el efecto Doppler se puede calcular con la siguiente expresión:

2. Fenómenos ondulatorios y sonido

s R0

s F

v vff

v v

2.8 Efecto Doppler

En el efecto Doppler percibimos un “cambio aparente en la frecuencia” de un sonido, ya que ¡¡la frecuencia real del sonido nunca cambia ni se modifica!!

3. Fisiología del oído

EConocimiento

19. ¿Cuál las siguientes alternativa es falsa?

A) Un sonido nos parece más agudo, cuanto mayor sea su frecuencia.B) Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia de la bocina de un

automóvil que pasa cerca aumenta cuando éste se aproxima.C) Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia de la bocina de un

automóvil que pasa cerca disminuye cuando éste se aleja.

D) El sonido sólo se propaga en medios materiales.

E) La frecuencia del sonido aumenta al pasar del aire al agua.

Ejercicio 19 guía Ondas II: Sonido y sus características

Ejercicios

Se emiten dos sonidos en un mismo medio homogéneo. Si la frecuencia de la primera onda es la mitad que la de la segunda.

I) el período de la primera onda es el doble que el de la segunda.

II) la longitud de onda de la primera onda es la mitad que la de la segunda.

III) la rapidez de propagación de la primera onda es la mitad que la de la segunda.

Es (son) correcta(s)

A) sólo I.B) sólo II.C) sólo III.D) sólo I y II.E) sólo II y III.

Pregunta oficial PSU

AComprensión

Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2008, módulo común.

Síntesis de la clase

SONIDOProducido por

cuerpo materialque vibra

Se caracteriza por

Tono o altura

Intensidad o Volumen

Timbre

Reflexión

Puede experimentar

Refracción

Difracción

Absorción Interferencia

Transmisión

DopplerResonancia

Puede ser

Infrasonido

Ultrasonido

Sonido grave

Sonido agudo