Acústica y ultra sonido Movimiento vibratorio

Acústica y ultra sonido

Movimiento vibratorio

Son movimiento oscilatorios rectilíneos, en los cuales el móvil pasa una y otra vez por el punto de equilibrio en trayectoria rectilínea. En el caso de un móvil que oscila alrededor del punto de equilibrio el móvil se encuentra a diferente distancia del punto de equilibrio en cada momento, a cada una de estas distancias variables se denomina elongación y las distancias o elongación máxima recibe el nombre de amplitud.

La combinación de un movimiento oscilatorio o vibratorio con un desplazamiento apendicular del móvil constituye el movimiento ondulatorio.

La diferencia entre vibración y oscilación es la frecuencia (baja frecuencia=oscilación).

Cuando una cuerda extendida es sacudida en un extremo cada parte de la cuerda experimentará, en su momento una oscilación. La presentación de esta oscilación se desplazara en dirección perpendicular a la de la oscilación, de manera que cada parte de la cuerda estará en su momento en el vértice de una cresta que se propagara a lo largo de la cuerda. A esta clase de movimiento vibratorio u ondulatorio que se produce en forma transversal a la dirección de propagación se denomina ondas transversales como las ondas luminosas.

Ondas sonoras

Son movimiento vibratorios que se propagan en un medio natural (no se propagan en el vacío. En las ondas sonoras la vibración consiste en el desplazamiento de partículas del aire (o cualquier otro medio material). Debe entenderse, sin embargo de la oscilación de las partículas es en el mismo sentido que de la propagación del sonido, de ahí que se llama a esto ondas longitudinales.

Elementos del movimiento ondulatorio

Los movimientos ondulatorios que se repiten cíclicamente se denominan movimiento periódico y todo ello se caracteriza por los mismos movimientos.

 Elementos de los movimientos ondulatorios

• Frecuencia. Es el número de crestas u ondas que pasan por segundo por punto dado.
• Periodo. Es el tiempo que transcurre dos pasajes sucesivos de la cresta de la onda. Guarda relación inversa con la frecuencia: T  l/f. en otras palabras, es el tiempo de duración de un ciclo.
• Longitud de onda. Es la distancia que se desplaza de la onda para recorrer los dos extremos opuestos de la  onda pasando por el punto de equilibrio y terminado en la posición inicial del movimiento ondulatorios, es decir; es el espacio que ocupa un ciclo. Se expresa en Angstroms o nanómetros (1 nm= 10 Angstrom)
• Amplitud. Es la máxima distancia perpendicular  respecto del punto de equilibrio. Es la elongación máxima, entendiéndose por elongación la distancia entre cualquier punto de la cresta u onda y el punto de equilibrio.
  El movimiento ondulatorio se propaga a la velocidad de la luz para las ondas electromagnéticas y variable para las ondas mecánicas: sin embargo, la propagación de una onda mecánica varia con el medio, la frecuencia se mantiene constante, cumpliéndose siempre que:

[pic 1]

Asimismo, como el periodo es la inversa de la frecuencia:

      Y     ƛ=v t[pic 2]

Sonido

Es un tren de ondas que puede ser percibido por el oído: Para ello deben tener entre 16 y 20000 ciclos por segundo, lo que viene a constituir el rango de frecuencia audible para el oído. La onda sonora con frecuencias mayores  se denomina ultrasonidos.

Propagación del sonido.

El sonido no se propaga en el vacío;  necesita un medio elástico.

La velocidad del sonido en el aire a 0˚ es de 331 m/s, a lo cual debe sumarse 0,61 m/s por cada grado Celsius adicional. La velocidad del sonido en el aire que suele considerarse (344 m/s) es la que se observa a 22˚ C.

Fenómenos acústicos

• Reflexión. Es el fenómeno por el cual la onda sonora vuelve al medio de donde proviene. Su manifestación es el eco.
• Refracción. La onda sonora se desvía al pasar de un medio a otro, como las ondas luminosas.
• Absorción. La onda, en su interacción con el medio disminuye su energía y consecuentemente su amplitud.
• Interferencia, resonancia y pulsación. Cuando se encuentran dos ondas que tienen la misma frecuencia, puede darse el caso de que viajen en la misma fase o fase opuesta. Si viajan en la misma fase se presenta la resonancia, por un aumento de la amplitud de ambas ondas. Si viajan en fase opuesta se produce el fenómeno de interferencia, por el cual se disminuyen mutuamente la amplitud. Si las ondas sonoras por momentos viajan por la misma fase y por momentos en fases diferentes, se observara una alternancia de interferencia y resonancia, alternancia que se denomina pulsación

Cualidades del sonido: intensidad, tono y timbre.

Intensidad es la potencia de la onda sonora. Depende de la energía que transporta, depende de la amplitud y en menor medida de la. En términos físicos, la intensidad se expresa en watios/, en términos biológicos se expresa con la unidad bel que viene a ser el logaritmo del cociente en el umbral de audición y la intensidad dada.[pic 3]

Bel = log.[pic 4]

Suele utilizarse la unidad decibel, que es aproximadamente el límite de capacidades del oído, 11 beles =110 decibeles que corresponde a un sonido muy intenso.

Umbral de audición                    0 decibeles

Caída de hojas                          10 decibeles

Cuchicheo, a un metro              20 decibeles

Hogar (promedio)                      40 decibeles

Oficina (promedio)                     50 decibeles

Conversación normal                 60 decibeles

Trafico de la calle                       70 decibeles

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