SonidoClase 2 Física

R e c o r d a n d o l a c l a s e p a s a d aEl sonido es una onda longitudinal y mecánica, es decir, que necesita un medio material para su propagación. Por ejemplo, al golpear una mesa, es posible escuchar el golpe debido a que se hace vibrar la mesa y esas vibraciones se propagan en el aire (medio material) hasta ser captados por el oído.

Se pueden distinguir zonas de compresión y refracción

Es la característica que permite distinguir cuando un sonido es más agudo o más grave que otro. Depende principalmente de la frecuencia de la onda sonora, correspondiente a los sonidos agudos frecuencias altas y a los sonidos graves frecuencias bajas.

C a r a c t e r í s t i c a s d e l S o n i d o : T o n o

Infrasonido Sonido (Rango Audible)

Ultrasonido

Menores a 20 Hz

Entre 20-20.000 Hz

Mayores a 20.000 Hz

Recordemos que la frecuencia se mide en Hz ;)

C a r a c t e r í s t i c a s d e l S o n i d o : I n t e n s i d a dEs la característica que permite distinguir cuando unsonido es fuerte o débil. Depende fundamentalmente de laamplitud de la onda, correspondiendo a sonidos fuertesondas de gran amplitud y a sonidos débiles, ondas demenor amplitud. Para medir la intensidad del sonido seutiliza un instrumento llamado sonómetro. La unidad demedida del nivel de intensidad, es el decibel (dB).

dB Fuente de Sonido

0 Silencio Absoluto

30 Canto de un Pájaro pequeño

50 Conversación Normal

90 Alguien gritando cerca

100 Obras de carretera con maquinaria pesada

120 Concierto de Rock

C a r a c t e r í s t i c a s d e l S o n i d o : T i m b r e

Es la característica que permite diferenciar dos o más sonidos de igual altura e intensidad emitidos por fuentes sonoras distintas.

L a R a p i d e z d e p r o p a g a c i ó n d e l S o n i d o

Como ya dijimos en la clase pasada la rapidez de una onda depende fundamentalmente del medio en el que se propaga, pueden influir en esto la compresibilidad o rigidez, densidad y la temperatura. En general se tiene que:

V sólido > V líquido > V gaseoso

F e n ó m e n o s d e l S o n i d o : R e f l e x i ó n

Reverberación: una ligera persistencia del Sonido que no supera los 100 ms (0,1s)

ECO: Persistencia que supera los 100 ms (0,1 s)

F e n ó m e n o s d e l S o n i d o : R e f r a c c i ó nOcurre cuando una onda sonora cambia de medio. La refracción del sonido a veces no es fácil de distinguir, pues como el sonido que sale de una fuente sonora se dirige en todas las direcciones, en forma tridimensional, será difícil percibir la desviación que ocurre al entrar a otro medio. Sin embargo, si se pudiera aislar una onda sonora se verificaría esta propiedad.

F e n ó m e n o s d e l S o n i d o : D i f r a c c i ó n

Al pasar por una abertura (una ventana abierta, por ejemplo), el sonido hace que la abertura se comporte como una fuente sonora. Por ello, alguien que esté fuera del recinto donde se produce el sonido podría creer que éste proviene de esa abertura. Algo similar ocurre cuando el sonido, en su trayectoria se encuentra con un borde (de una pared, por ejemplo). Ahí el frente de ondas sufrirá una deformación, de tal forma que ese borde se comporta como una fuente de ondas sonoras.

F e n ó m e n o s d e l S o n i d o : i n t e r f e r e n c i aRecordemos que la superposición de ondas se conoce como interferencia. Si la interferencia se produce en fase, las ondas se interferirán de forma constructiva mientras que en caso contrario, se produce interferencia destructiva.

En la interferencia constructiva de ondas sonoras, percibiremos un sonido de mayor volumen. Esto ocurre porque la amplitud del sonido aumenta y, en consecuencia, en la zona donde se produce esta interferencia la onda sonora transportará una mayor cantidad de energía. Si la interferencia es destructiva, se generan sonidos de menor intensidad, pudiendo provocar silencio absoluto.

E f e c t o D o p p l e r

Cuando un auto de la policía pasa a gran velocidad junto a nosotros tocando su sirena, percibimos que el tono del sonido cambia; a medida que el auto se acerca se aprecia un tono más agudo, y se percibe más grave a medida que se aleja.

https://youtu.be/UEBNJqUW5Ok

E c u a c i ó n d e l e f e c t o d o p p l e r

- Fr es la frecuencia del receptor.- Fe es la frecuencia del emisor.- Ve rapidez del emisor.- Vr rapidez del receptor.- Vs rapidez de la onda.

fR = fE !vs ± vRvs ∓ vR

F r e c u e n c i a N a t u r a l y R e s o n a n c i a

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.

Se denomina RESONANCIA a la vibración forzada o inducida sobre un cuerpo por otro que está vibrando. Cuando la frecuencia de las vibraciones forzadas que se generan en un objeto coincide con la frecuencia del mismo se produce un aumento notable en el volumen del sonido que emiten.

https://www.youtube.com/watch?v=MHlICTWMBMs

P u l s a c i o n e s

Otro caso de interferencia ocurre cuando dos tonos de frecuencia ligeramente distintas suenan al mismo tiempo. La sonoridad de los sonidos combinados fluctúa; primero se eleva, luego desciende, luego se eleva, luego vuelve a descender, y así sucesivamente. Estas variaciones periódicas de la sonoridad del sonido se conocen como pulsaciones o batido.

https://www.youtube.com/watch?v=lvFHTXKtk3g

E l S i s t e m a a u d i t i v o h u m a n oEl sistema auditivo humano es un delicado y complejo mecanismo que permite la recepción del sonido. Está formado por tres partes principales: el oído externo, el oído medio y el oído interno.

Glosario

Compresibilidadse dice que un material es más compresible

que otro si experimenta mayordeformación o disminución del volumen

cuando ambos materiales se someten a la misma

presión. A menor compresibilidad del medio, mayor rapidez del sonido.

Ecofenómeno que se produce por

reflexión del sonido. El eco consiste en volver a escuchar

el sonido que se ha emitido, para ello se deben dar ciertas

condiciones.

Efecto DopplerConsiste en percibir una frecuencia distinta

de la que emite la fuente. Estehecho se produce por el movimiento relativo entre la fuente y el que escucha. Este efecto

también ocurre con la luz. En medicina es usado para medir la rapidez de la sangre.

InfrasonidoLos sonidos de frecuencias

menores a 20 Hz son conocidos como infrasonidos.

Intensidadcuanto mayor es la intensidad más fuerte es el sonido y viceversa. La

intensidad del sonido es proporcional con la amplitud de la onda, al cuadrado.

Oído: Escuchamos gracias a que las perturbaciones

mecánicas entran en la oreja y viajanpor el conducto auditivo externo. Luego llegan al oído

medio chocando al tímpano el que asu vez pone en movimiento tres huesitos, (martillo,

yunque, estribo). Gracias a esto laperturbación es amplificada lo que se comunica a la

cóclea, ubicada en el oído interno.Dentro de la cóclea hay un fluido el cual es perturbado,

al moverse el fluido mueve a su veza unos pelitos (células ciliares) que convierten esta

perturbación en señales nerviosas, lascuales viajan por el nervio auditivo llegando finalmente

al cerebro.

Pulsación o BatidoEste fenómeno se produce cuando se

superponen sonidos defrecuencias muy parecidas. Claramente se percibe como el sonido sube y baja de

intensidad.

ResonanciaLos cuerpos poseen una

frecuencia natural de vibración. Cuando un cuerpo

espuesto a vibrar en su

frecuencia natural se dice que entró en resonancia.

Este fenómeno secaracteriza porque el cuerpo

vibra con máxima amplitud.

SupersónicoSon los sonidos que viajan a velocidades mayores que la del

sonido.

Timbrepropiedad del sonido que permite diferenciar entre

distintas fuentes sonoras alemitir por ejemplo sonidos de igual frecuencia fundamental.

Tono o Altura de un sonidose relaciona con la frecuencia de la onda. Tono agudo es de

alta frecuencia y el tono grave es el de baja frecuencia.

UltrasonidoSe les denomina así a los sonidos

de frecuencias superiores a 20.000 Hz.

1. El sonido corresponde a:

A) una onda de presión.

B) una onda electromagnética.

C) un desplazamiento de masa.

D) una onda bidimensional.

E) una onda hertziana.

2. Una guitarra y un arpa emiten la misma nota en una pieza musical. ¿Cuál es la característica del sonido que permite a una persona distinguir entre el sonido emitido por la guitarra y el emitido por el arpa?

A) Su tono

B) Su timbre

C) Su amplitud

D) Su frecuencia

E) Su rapidez de propagación

3. Un sonido de 8 Hz cuya longitud de onda es de 32 m viaja con una rapidez de

A) 4 m/s

B) 8 m/s

C) 32 m/s

D) 256 m/s

E) 340 m/s

4. Una persona se ubica frente a un gran muro vertical con la intención de producir eco, para esto, y considerando que la rapidez del sonido en esa zona es de 320 m/s, la distancia mínima a la que se deberá ubicar para escuchar el eco es

A) 34 m

B) 32 m

C) 17 m

D) 16 m

E) a cualquier distancia que se ubique percibirá eco.

5. En una sala aislada se instalan dos parlantes emitiendo sonidos muy intensos, con frecuencias constantes. ¿En esta sala puede suceder que en algún punto de la sala la amplitud del sonido sea nula?

A) es imposible.

B) es posible si tienen la misma frecuencia.

C) es posible si tienen la misma amplitud.

D) es posible si se produce interferencia destructiva.

E) es posible si se produce resonancia.