El Sonido

El sonido puede definirse como una onda mecánica y longitudinal, porque necesita de un medio para propagarse y las partículas del medio, vibran en la misma dirección de propagación de la onda.

El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua.

Los sonidos son percibidos a través del aparato auditivo que recibe las ondas sonoras, que son convertidas en movimientos de los osteocillos ópticos y percibidas en el oído interno que a su vez las transmite mediante el sistema nervioso al cerebro para ser interpretados. La frecuencia de las ondas sonoras audibles por el ser humano, están comprendidas entre 20 vib/s y 20000 vib/s. Las ondas de frecuencias menores a 20 vib/s reciben el nombre de infrasónicas y las superiores a 20000 vib/s reciben el nombre de ultrasónicas, y no son percibidas por el oído humano. Algunos animales, como el perro, el gato, el murciélago, el ratón, la ballena y el delfín, son capaces de percibir ondas ultrasónicas. Los elefantes producen sonidos infrasónicos para comunicarse y los desastres naturales como erupciones volcánicas, terremotos y tornados, también producen sonidos infrasónicos.

V = velocidad del avión Vw = velocidad del sonido

Las ondas sonoras, se producen al vibrar la materia. Por ejemplo, al hacer sonar un silbato, al golpear una campana, al pulsar una cuerda de guitarra, al hacer vibrar las cuerdas vocales, etc. Para que el sonido se transmita, necesita de un medio elástico que vibre, ya sea sólido, líquido o gaseoso. En el vacio las ondas sonoras no se propagan.

La máxima variación de presión que nuestro oído puede tolerar es de 28 N/m2.

VELOCIDAD DEL SONIDO

El sonido tiene una velocidad de 331,7 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar). Aunque depende muy poco de la presión del aire; la velocidad del sonido si depende de la densidad del medio en que se propaga, a menor densidad menor velocidad, a mayor densidad mayor velocidad.

La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas. La velocidad de propagación del sonido, también depende la temperatura.

Experimentalmente, se ha observado que la velocidad de propagación del sonido en el aire, varía 0,6 m/s cada grado Celsius de temperatura. Por ello, podemos calcular la velocidad de propagación del sonido en el aire en función de la temperatura, empleando la siguiente fórmula:

Vs = Vo + βT Donde Vs = velocidad del sonido β = 0,6 m/s°C Vo = 331,3 m/s T = temperatura en Celsius

Ejemplo, si la temperatura ambiente es de 15 °C, la velocidad de propagación del sonido es 340,3 m/s (1225,1 km/h ). Este valor corresponde a 1 MACH.

Velocidad del sonido en diferentes medios

MEDIO TEMPERATURA (°C) VELOCIDAD (M/S)

Aire 0 331.3

Aire 15 340, 3

Oxígeno 0 317

Agua 15 1450

Acero 20 5130

Caucho 0 54

Aluminio 0 5100

FENÓMENOS ACÚSTICOS

En el sonido por ser una onda mecánica y longitudinal, se presentan los fenómenos de reflexión, refracción, difracción e interferencia, estudiados en el tema anterior.

Además, en las ondas sonoras se presentan los fenómenos de:

Reverberación: Consiste en el refuerzo o prolongación de los sonidos debido a las reflexiones sucesivas que experimenta el sonido. Se produce reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del sonido. Este fenómeno es de suma importancia, ya que se produce en cualquier recinto en el que se propaga una onda sonora. El oyente no sólo percibe la onda directa, sino las sucesivas reflexiones que la misma produce en las distintas superficies del recinto. Controlando adecuadamente este efecto, se contribuye a mejorar las condiciones acústicas de los locales tales como teatros, salas de concierto y, en general, todo tipo de salas. La característica que define la reverberación de un local se denomina tiempo de reverberación. Se define como el tiempo que transcurre hasta que la intensidad

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