ONDAS SONORAS

ONDAS SONORAS

1. ONDAS SONORAS: QUÉ SON, CÓMO SE PRODUCEN Y CÓMO SE PROPAGAN

Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales: mecánicas porque necesitan un medio material para su propagación y longitudinales porque las partículas del medio actúan en la misma dirección en la que se propaga la onda. Ej: Si hacemos el vacío en una campana de vidrio en la que hay un despertador sonando, a medida que va saliendo el aire el sonido se va apagando hasta que desaparece del todo.

La propagación de una onda sonora consiste en sucesivas compresiones y enrarecimientos (dilatar un cuerpo gaseoso haciéndolo menos denso) del medio de propagación, producidas por un foco en movimiento vibratorio. Al paso de la onda el medio experimenta variaciones periódicas de presión. Ej: Tenemos una regla metálica e inmovilizo un extremo con un tornillo de mordaza. Hago oscila la regla. Al principio puede que no se observe ningún sonido pero si vas acortando la regla sí. Ello es debido a que la regla compone la copa de aire que está en contacto con ella y hace que aumente la presión, mientras que la capa de aire que está en el otro lado se enrarece (disminuye su presión). El movimiento de vaivén de la regla hace que las compresiones y enrarecimientos del aire se sucedan de forma alternada en el tiempo y se propaguen en el medio. Son una onda mecánica longitudinal. En resumen, las ondas sonoras se propagan a través de los medios materiales sólidos, líquidos o gaseosos mediante variaciones alternadas de la densidad del medio. En medios gaseosos, dichas variaciones de densidad equivalen a una secuencia alternada de compresiones y enrarecimientos.

Llamamos sonido a la propagación de la vibración de un cuerpo elástico en un medio material. Requiere fuente emisora de ondas sonoras, un medio transmisor, y un receptor o detector de sonidos.

Diremos que una onda mecánica longitudinal es sonora cuando la percibimos como sonido a través de los oídos. Esto ocurre cuando la frecuencia de oscilación está entre 20 y 20.000 Hz (muchas personas comienzan a no oír a partir de 15.000 Hz).

Las frecuencias más bajas que las audibles se llaman infrasonidos, y a las ondas que las producen ondas infrasónicas. Las frecuencias más altas que las audibles se llaman ultrasonidos y las ondas que las producen, ondas ultrasónicas.

2. VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO

La velocidad a la que se propaga el sonido no depende de su intensidad o cualidades, sino únicamente de las propiedades del medio.

v= √((propiedad elástica)/(propiedad inercial))

En los fluidos (gases y líquidos):

v= √(B/ρ)

Donde B es el llamado “modulo de compresibilidad”, que mide la relación entre el cambio de presión y la variación relativa de volumen, mientras que ρ representa la densidad.

En los sólidos:

v= √(Y/ρ)

Donde Y es el llamado “módulo de Young”, que representa las propiedades elásticas del sólido, mientras que ρ representa la densidad.

La velocidad de propagación del sonido en un gas aumenta con la temperatura. A su vez, el sonido se propaga con mayor velocidad en los medios más rígidos, por lo que la velocidad de propagación es mayor en los sólidos que en líquidos y gases.

Propagación del sonido en un gas: La vibración transmite una onda de presión. Se propaga más despacio que el sólido. Propagación del sonido en un sólido: La vibración transmite una onda de densidad sobre las partículas mecánicas. Se propaga más en el sólido que en el aire.

3. CUALIDADES DEL SONIDO

Intensidad: Está relacionada con la amplitud. Según el valor de la intensidad, los sonidos pueden clasificarse en: fuertes (mayor amplitud) y débiles (menor amplitud).Sonidos con intensidades menores de 10-12 W/m² (intensidad umbral) no son audibles para el ser humano. Sonidos con intensidad igual o superior a 1W/m² (intensidad umbral del dolor) son audibles hasta el punto de provocar dolor en los oídos.

I=P/S=E/(∆t S); [I]=W⁄m^2

Tono: Está relacionado con la frecuencia. El tono se mide en hercios (Hz), es decir, en vibraciones por segundo. El oído humano normal puede percibir sonidos comprendidos entre 20 Hz y 20000 Hz. Los sonidos con frecuencias por debajo de 20 Hz se denominan infrasonidos, y por encima de 20000 Hz se denominan ultrasonidos. Todos ellos no son audibles por el ser humano pero sí por ciertos animales.

Agudo: frecuencia alta

Grave: frecuencia baja

Timbre: Está asociado a la cantidad y tipo de armónicos que se suman. Permite distinguir entre dos sonidos en los que la intensidad y la frecuencia son iguales, pero que han sido emitidos por focos distintos. Normalmente, los sonidos no son puros, es decir, las ondas no son perfectamente sinusoidales sino que el resultado de varios movimientos periódicos superpuestos a la onda fundamental, que se

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