El sonido

EL SONIDO

El sonido, 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.

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producen oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE:

VoºC= 331,7 m/s

Formula:

Vt= VºC + 0,6( m/sºc) . t(ºc)

Cuando la t= 30ºc 

V30ºc= Vºc + 0,6

= 331,7 m/s + 0.,6 m/sºc . 30ºc

=331,7 m/s + 18 m/s

=349,7 m/s.

VELOCIDAD DEL SONIDO EN DIFERENTES MEDIOS:

MEDIO          TEMP (ºc)          VELOCIDAD

Aire                     0                       331,7

Aire                    15                      340

Oxigeno               0                       317

Agua                   15                      1.450

Acero                  20                      5.130

Caucho                0                        54

Aluminio             0                        5.100

EJEMPLO:

VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE: 

La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343 m/s (a 20 ºc de temperatura y a nivel del mar). La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite.

 La velocidad o dinámica de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. Su propagación en un medio puede servir para estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión.

VoºC= 331,7 m/s

Formula:

Vt= VºC + 0,6( m/sºc) . t(ºc)

Cuando la t= 30ºc 

V30ºc= Vºc + 0,6

= 331,7 m/s + 0.,6 m/sºc . 30ºc

=331,7 m/s + 18 m/s

=349,7 m/s.

EJEMPLO:

Un barco emite simultáneamente un sonido dentro el agua y oteo en el air. Si otro barco detecta los sonidos con una diferencia de 3 segundos. ¿A qué distancia están los barcos?

    t_1=t2+3

Sonido en el aire                                                          

                                                                                                        

V= 340m/s                                                                                                                                                                   

t1

d=?

d=v.t1

d=340t1 

Sonido en el agua

V=1.450     

t2

d=?

d=v.t2

d=1.450 t2   

Igualando 1 y 2

340 t1= 1.450 t2

 pero t1=t2+t3

340(t2+3)= 1.450t2 - 340t2

1.020= 1.450t2 - 340t2

1.020= 1.110t2

  

t2= 1.020/1110 segundos

t2= 0,92 segundos

d=   1.450 m/s. 0.92 s

d= 1.334 m 

CUALIDADES DEL SONIDO

Son aquellas características que permiten distinguir un sonido de otro.

Tono o altura: Está determinado por la frecuencia de la onda. Medimos esta característica en ciclos por segundos o Hercios (Hz). Para que podamos percibir los humanos un sonido, éste debe estar comprendido en la franja de 20 y 20.000 Hz. Por debajo tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos.

Timbre: Es la cualidad que permite distinguir la fuente sonora. Cada material vibra de una forma diferente provocando ondas sonoras complejas que lo identifican. Por ejemplo, no suena lo mismo un clarinete que un piano aunque interpreten la misma melodía.

Intensidad: Nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil. Está determinado por la cantidad de energía de la onda. Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibeles (dB).   

    pero

  

Intensidad auditiva

Corresponde a la sensación percibida por nuestro oído. Depende de la intensidad física y a otras características propias de nuestro sistema auditiva.

  

Weber-Fecher ley psicofísica

La unidad de intensidad auditiva se llama Bell(B).

VIDEO:

  

EL SONIDO

Acústica o Fonológica(estudian el sonido)

Los sonidos que se usan en el lenguaje humano son sólo una parte de los sonidos extendidos en la naturaleza. 

 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.

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producen oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

La materia vibra con frecuencias comprendidas entre 20 vib/s y 20.000 vib/s sin audibles al ser humano.

                          

VIDEO ECUACION DE LA ELONGACION

LA ELONGACIÓN EN EL M.A.S.

Una vez establecida la relación entre el movimiento circular uniforme y el M.A.S, vamos a utilizarla para hallar la ecuación de la elongación de un punto que se mueve con un M.A.S.

Observa el gráfico. Un móvil parte de O, recorriendo la circunferencia con una velocidad angular constante w. Al cabo de cierto tiempo barre un determinado ángulo Q, llamado espacio angular. Como es un movimiento circular uniforme, podemos escribir: Espacio angular = Q = w t En ese tiempo el resorte pasó de O a M comprimiéndose la distancia x.

La proyección del vector posición (A) sobre el eje vertical x, determina la elongación del M.A.S. asociado.

Aplicando la trigonometría al triángulo azul podemos escribir: x = A sen(w t), ya que la hipotenusa del triángulo es el radio A de la circunferencia, y al mismo tiempo, es el mayor valor que toma la elongación, o sea, la amplitud.

La ecuación de la elongación de un punto que describe un M.A.S. es: x = A sen(w t)

Ampliación del tema: esta expresión se puede calcular sin recurrir al movimiento circular.

CÁLCULO DE LA EXPRESIÓN DE LA ELONGACIÓN SIN RECURRIR A UN MOVIMIENTO CIRCULAR

Puede llegarse a la expresión de la fórmula de la posición frente al tiempo sin recurrir a un movimiento circular auxiliar.

Si en la expresión de la fuerza representamos la aceleración como la segunda derivada de la posición con respecto al tiempo, obtenemos la ecuación :

A partir de esta ecuación encontramos dos soluciones para el valor de la posición en función del tiempo:

x = A sen( wt + q)

 

x = A cos( wt + q)

siendo x la elongación, A la amplitud, w la pulsación o frecuencia angular y q el desfase. Las expresiones son diferentes porque empezamos a contar el tiempo en diferentes momentos de la oscilación. La elongación puede ser cero en el momento en que empezamos a medir el tiempo, pero también puede ser un valor dado (con desfase), o ser igual a la amplitud.