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TALLER
PAOLA GUERRERO
VALENTINA SABOGAL
CIUDADELA EDUCATIVA JOSE MARIA CORDOBA
CORDOBA-QUINDIO
2015
TALLER
Presentado por: Paola Guerrero
Valentina Sabogal
Presentado A: Norberto Antonio Morales
Metería: Física
Grado: 11°A
CIUDADELA EDUCATIVA JOSE MARIA CORDOBA
CORDOBA-QUINDIO
2015
TALLER
¿QUE ESTUDIA LA ACÚSTICA?
La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no pueden propagarse en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica.
DEFINICION DE SONIDO
El sonido en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso. Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. No se propagan en el vacío, al contrario que las ondas electromagnéticas. Si las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal y si las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación es una onda transversal.
VELOCIDAD DEL SONIDIO
La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343 m/s (a 20 °C de temperatura, con 50 % de humedad y a nivel del mar). La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite. Dado que la velocidad del sonido varía según el medio, se utiliza el número Mach 1 para indicarla. Así un cuerpo que se mueve en el aire a Mach 2 avanza a dos veces la velocidad del sonido en esas condiciones, independientemente de la presión del aire o su temperatura.
CUALIDADES DEL SONIDO
Desde el punto de vista de la percepción del sonido por el ser humano los sonidos se caracterizan por su intensidad, tono y timbre.
Intensidad
La intensidad o el volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y está relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad de tiempo.
Tono
El tono es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y está relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Los sonidos graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran frecuencia.
Timbre
El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.
En general, los sonidos no son de una sola frecuencia, los sonidos suelen tener una onda principal que va acompañada de otras ondas de menor amplitud llamadas armónicas cuya frecuencia es múltiplo de la onda principal; la suma de esas ondas da lugar a una onda que tiene una forma determinada. El timbre está relacionado con la forma de la onda.
A continuación puedes ver dos representaciones de ondas de la misma frecuencia principal pero que se diferencian por su forma, es decir se diferencian en los armónicos y por ello si los escucháramos podríamos distinguir los dos sonidos, pues tienen distinto timbre.
FUENTES SONORAS
Es todo cuerpo vibrante capaz de producir ondas elásticas en el medio que lo rodea. Como son cuerdas y tubos sonoros
Cuerdas Sonoras: Cuando se hace que vibre la cuerda, se producen en ellas ondas estacionarias debidas a la interferencia que tiene lugar, entre ondas que avanzan en sentidos opuestos, con la particularidad de que cada uno de los extremos se encuentra un nodo; y en la parte central de la cuerda se forma un vientre .
Ecuación de la frecuencia del sonido producido por una cuerda
fn = n v / 2L
Donde n es el armónico, v la velocidad y L es la longitud de onda
Tubos sonoros: Son cavidades que contienen aire y producen sonidos al hacer vibrar las moléculas encerradas. Existen dos tipos de tubos los abiertos y los cerrados.
Tubos abiertos: fn = n.v / 2L
Tubos cerrados: fn = n.v / 4L
Se denomina fuente sonora al proceso mediante el cual un sonido es manipulado para generar en el oyente la sensación de estar moviéndose en un espacio real ovirtual.
EFECTO DOPPLER
El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un matemático y físico austríaco que presentó sus primeras teorías sobre el asunto en 1842.
l efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos
de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la
realidad cuando se trata de ondas de sonido.
El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por
el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Si queremos
pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.
Seguramente más de una vez hayas escuchado 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.
CHARLY
WHISKY/WIKIMEDIA
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.
Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que
el coche se dirige hacia una dirección. La imagen de abajo explica mejor esta idea
sobre las ondas y la velocidad de los coches.
EL OIDO HUMANO
El funcionamiento del oído inicia cuando el sonido es captado por el pabellón de la oreja que tiene la forma adecuada para brindar una mayor superficie de recepción, pasa por el conducto auditivo externo, donde concentra las ondas, y las lleva al tímpano. Como el tímpano está tensado, vibra lentamente con los tonos bajos y rápidamente, con los tonos altos; luego, en el oído medio se amplifica la vibración producida en el tímpano, gracias a los tres huesecillos (martillo, yunque y estribo). La vibración se transmite a la ventana oval del oído interno. Como esta ventana es 30 veces menor que el tímpano, se produce un aumento de presión.
En el oído interno que está lleno de líquido, la fuerza que el estribo ejerce sobre la ventana oval del caracol se convierte en ondas de presión hidráulica, que dentro del caracol, se transforman en impulsos nerviosos y, finalmente, se transmiten al cerebro por medio del nervio acústico. El cerebro procesa e interpreta esa información como sonidos identificables y localizables.
Cuando el oído se expone a un ruido muy intenso se contraen dos grupos de músculos, uno de ellos limita la capacidad de vibrar del martillo y el otro aleja el estribo de la ventana oval. Este proceso tarda 50 milisegundos por lo que no puede proteger al oído contra cambios violentos de volumen. Los sonidos de muy alta frecuencia causan pérdida de sensibilidad auditiva porque dañan las células del oído interno, las cuales no se regeneran.
El ser humano puede percibir frecuencias que van de 20 Hz (vibraciones por segundo) a 20.000 Hz. La percepción del sonido más sensible es de una frecuencia cercana a los 3.000 Hz. En la figura 5, se puede observar el intervalo de frecuencias audibles para cada intensidad sonora percibida por el oído. A los niveles mínimos de intensidad que el oído capta, se les llama umbral de audición y a los niveles máximos de audición se les llama umbral de dolor.
La capacidad auditiva se va deteriorando con la edad. La mayoría de la gente de 30 años o más no oye frecuencias de más de 15.000 Hz, a los 50 años el límite desciende a los 12.000 Hz y a los 70 años baja a 6.000 Hz, es decir, por debajo del límite superior de la conversación normal.
Estudios audio métricos realizados a personas que han sido sometidas a altos niveles de ruido, durante largo tiempo, revelan una pérdida de agudeza auditiva en frecuencias altas (entre 3.000 Hz y 6.000 Hz) y, en particular, alrededor de los 4.000 Hz. La pérdida se amplía con el tiempo hasta afectar frecuencias entre los 500 Hz y los 2.000 Hz.
En la siguiente figura se observan los resultados del efecto causado por la exposición prolongada de una persona al ruido en función del tiempo de exposición, tomando como referencia un nivel medio de 99 dB.
LA
VOZ HUMANA
En el hombre la voz se forma por ondas sonoras producidas en la laringe que al atravesar las cuerdas vocales las hace vibrar. El pecho, la garganta y la cavidad de la boca hacen el papel de resonador.
La producción del habla se puede considerar en las dos etapas siguientes:
Producción del sonido audible: en esta etapa el aire es expulsado desde los pulmones, asciende por la tráquea y sale por la nariz y por la boca. El flujo de aire es controlado por las cuerdas vocales (cartílagos ubicados entre la tráquea y la faringe).Cuando se quiere emitir un sonido, el aire procedente de los pulmones es forzado a través de la glotis durante la espiración y hace vibrar las cuerdas vocales; luego, la presión del aire aumenta debajo de las cuerdas, el aire pasa a través de ellas, se reduce la presión, las cuerdas se cierran y comienza el proceso. Se genera así una serie de vibraciones cuya frecuencia depende de la tensión y de la masa de las cuerdas. En esta fase se producen ondas periódicas compuestas por varios armónicos con amplitudes aproximadamente iguales.
Articulación del sonido para producir el fonema: la articulación tiene lugar en la faringe y en las cavidades oral y nasal. El tamaño y la forma de estas cavidades se controlan por medio de la posición de la lengua, los labios y el
velo del paladar: para cada tamaño y forma, la cavidad resuena a diferentes frecuencias. Aunque ninguno de los armónicos producidos por las cuerdas vocales tenga frecuencia igual a una de las frecuencias características de la cavidad, esta resuena a frecuencias cercanas. Este hecho determina el timbre de la voz de cada persona.
Debido a que los sonidos producidos por las cuerdas vocales son muy débiles, es necesario amplificarlos. En esta parte intervienen los resonadores nasal, bucal y faríngeo, los cuales aumentan la frecuencia de algunos sonidos y disminuyen la de otros. Una vez sale el sonido de los resonadores, es acoplado por los articuladores (paladar, lengua, dientes, labios y glotis) quienes al adquirir determinadas posiciones trasforman el sonido en palabras, frases, etc.
LA BIOACUSTICA Y EL ESTUDIO Y CONSERVACION DE LOS ANIMALES
Muchos insectos, aves, reptiles, mamíferos peces, emiten sonido para comunicarse. La bioacústica estudia la producción y la recepción de estos sonidos sus características, su uso en comportamiento reproductivo y territorial, entre otros. Analizando estos sonidos se pueden identificar y monitorear diferentes especies, estimar la diversidad de un área determinada y estudia los animales nocturnos. A demás, con la bioacústica, a diferencia de otros métodos, no es necesario capturar los animales para detectarlos, evitándoles así serios riesgos de leccionarse. El estudio de la comunicación sonares comenzó en los años sesenta cuando se inventaron la grabadora, portátiles. Sin embargo, la bioacustica se desarrolló hasta hacer poco con la invención de micrófonos muy potentes y precisos y pilas muy ligeras y durables. Con esto es posible recorrer los bosques durante periodos prolongados en busca de sonidos.
