Ondas De Fisica

Física Unidad: El sonido Instituto Técnico y Académico Scout

José Martí

Tema: Ondas y sonido 1º E.M. Física - 2013

José Ricardo Medina Torres

¿Qué es una onda? Una onda es una perturbación que se propaga en un medio.

De acuerdo al sentido en que avanza la propagación de las ondas se clasifican en:

• Ondas viajeras, la propagación de la onda se realiza en sentido único, es decir, estas ondas viajan hacia el mismo lugar sin devolverse. Por ejemplo, las ondas de televisión se propagan desde la antena repetidora hasta tu televisor y a todos los demás televisores de la ciudad. Las ondas viajeras se expanden libremente por el espacio o por su medio.

• Ondas estacionarias, estas ondas resultan de dos ondas viajeras que viajan en sentidos contrarios. Una onda estacionaria se forma cuando una onda viajera incide sobre un punto fijo, obligándola a devolverse, pero invertida a respecto a la primera.

Ambas ondas, se combinan en forma precisa dando origen a una onda que pareciera que está detenida con lugares de vibración nula (nodos) y lugares de vibración máxima (antinodos). Este tipo de ondas se producen en los instrumentos musicales de cuerda.

1. En las siguientes ondas estacionarias, señalizar los nodos y los antinodos.

2. En una guitarra observar la vibración de sus cuerdas, sus nodos y antinodos ¿Qué sucede al colocar las cuerdas más tensas? ¿Qué sucede al colocar sus dedos sobre las cuerdas y así la longitud de vibración sea menor? ¿De qué variables cree Ud. que depende la formación de nodos y antinodos?

3. Investigar en el texto de física de 1ºE.M. el significado de: Resonancia. Señale ejemplos.

4. ¿Ha escuchado cómo se derribó el Puente de Tacoma? Investigar en el texto de física.

5. ¿Qué diferencia hay entre una onda transversal y una longitudinal? Señale ejemplos.

6. La velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas sonoras, un tipo de ondas mecánicas longitudinales producido por variaciones de presión del medio. Estas variaciones de presión generan en el cerebro la sensación del sonido.

La velocidad 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.

La velocidad del sonido varía ante los cambios de temperatura del medio. Esto se debe a que un aumento de la temperatura se traduce en que aumenta la frecuencia con que se producen las interacciones entre las partículas que transportan la vibración y este aumento de actividad hace que aumente la velocidad. Por ejemplo, sobre una superficie nevada el sonido es capaz de desplazarse atravesando grandes distancias. Esto es posible gracias a las refracciones producidas bajo la nieve, que no es medio uniforme. Cada capa de nieve tiene una temperatura diferente. Las más profundas, donde no llega el sol, están más frías que las superficiales. En estas capas más frías próximas al suelo, el sonido se propaga con menor velocidad. En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos es mayor que en los gases.

La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 ºC) es de 340 m/s (1224 km/h).

En el aire, a 0 ºC, el sonido viaja a una velocidad de 331 m/s

En el agua es de 1.600 m/s.

En la madera es de 3.900 m/s

En el acero es de 5.100 m/s

La fórmula para calcular la rapidez de una onda es:

Ejemplo: 1) Un pescador observa que el corcho de la caña realiza 40 oscilaciones por minuto, debidas a unas olas cuyas crestas están separadas 60 cm. ¿Con qué velocidad se propaga la onda?

λ= 60 cm = 0,6 m

f = 40 rpm = 40 / 60 raps = 0, 6 raps V = 0, 6 m. 0, 6 raps = 0, 36 m/sag

2) Calcular la longitud de onda que emite una emisora de radio si su frecuencia de emisión es 0,50MHz.

V= 300000 Km/sag f= 0, 50 MHz = 500000 Hz

λ= v/f = 300000 Km/sag / 500000 Hz = 0

, 6 Km = 600 m

Importante: En el fenómeno de la refracción, cuando la onda pasa de un medio a otro, la frecuencia se conserva y solamente cambia la longitud de onda y la velocidad,

7. Efecto Hopper

a) ¿Ha escuchado sobre el efecto Hopper? Investigue y escriba su significado.

b) ¿Qué sucede con el tono, si la ambulancia se dirige hacia “B”?´ ¿por qué?

c) ¿Qué sucede con el tono, si la ambulancia se dirige hacia “A”? ¿Por qué?

8. En el ser humano ¿cuál es el espectro del sonido? Esquematizar el espectro para diferentes especies y compárela con el ser humano.

9. ¿Qué diferencia hay entre un infrasonido y un ultrasonido?

y ejercicios como

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Podemos, por tanto, decir que una onda es una vibración que se propaga.

En éste caso la perturbación es vertical y la propagación de la onda producida es horizontal, es decir ambas son perpendiculares.

Si la vibración es perpendicular a la dirección de propagación, tendremos una onda transversal.

En otros casos, como en las ondas

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