Cuando el brazo del diapasón se mueve hacia la derecha produce zonas de compresión (alta presión) transmitiendo la vibración a las moléculas vecinas

¿Cómo se propaga el sonido?

Cuando el brazo del diapasón se mueve hacia la derecha, las moléculas de aire se descomprimen.

A medida que el diapasón continúa vibrando se producen zonas de compresiones y rarefacciones sucesivas. Esta onda se puede representar según sus variaciones de presión o densidad

Según lo anterior, podemos ver que el sonido se propaga generando zonas de compresión y rarefacción, similar a una onda que se propaga en un resorte

Por lo tanto, el sonido es una ONDA LONGITUDINAL

En resumen:

El sonido es una onda mecánica y longitudinal cuya frecuencia está comprendida entre los 20 Hz y los 20.000 Hz

PROPIEDADES DEL SONIDO

1.- INTENSIDAD: Propiedad que se relaciona con la energía que propaga la onda sonora

Cuando un radiorreceptor funciona «a todo volumen» produce un sonido de gran intensidad o como se dice comúnmente «un sonido fuerte»

El tic-tac de un reloj es un sonido de baja intensidad o como se dice comúnmente un «sonido débil»

El nivel de intensidad del sonido se mide en una unidad denominada bel (en homenaje a Alexander Graham Bell). En la practica, un submúltiplo se esta unidad es lo que más se usa:

1 decibel (dB) = 0,1Bel. 10 decibeles = 1 Bel

EJEMPLO: La intensidad de un sonido se incrementa de los 100 dB hasta los 120 dB. ¿Cuántas veces se incremento la intensidad del sonido?

PROCEDIMIENTO:1. Se determina el incremento

2. La diferencia se expresa en [Bel] (dividir por diez)

3. El incremento expresado en [Bel] es el exponente de la potencia de base 10

RESPUESTA: La intensidad del sonido se incremento 100 veces

La intensidad de una onda sonoro también depende de la distancia a la fuente sonora:

La intensidad de una onda sonora es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente sonoro

EJEMPLO: Una persona se aleja al triple de distancia de la fuente sonora. ¿Cuánto varia la intensidad del sonido?

En general, los hombres tienen voz grave, y las mujeres voz aguda

2.- EL TONO: El tono de un sonido es la cualidad que nos permite clasificarlo como grave o agudo

3.- EL TIMBRE: Se tienen dos sonidos sonando simultáneamente, con las siguientes características:

A pesar de tener dos sonidos de igual tono e intensidad; nuestro oído puede diferenciar ambos sonidos:

¿COMO ES POSIBLE QUE NUESTRO OÍDO DISTINGA UN SONIDO DE OTRO?

Porque ambos sonido tienen distinto «TIMBRE», propiedad que nos permite diferenciar dos sonidos de igual tono e intensidad

ACTIVIDADES1.- Clasifica los siguientes sonidos según su tono:

3.- Clasifica los sonidos según su intensidad, Marca una X según corresponda:

2.- Un sonido se incrementa desde los 70 dB hasta los 100 dB. ¿Cuántas veces varía la intensidad del sonido?

4.- La nota DO de la escala musical tiene una frecuencia de 264 Hz, y la nota LA, de 440 Hz: ¿Cuál de estos dos notas es más aguda? Explique

5.- ¿Puede un sonido ser grave e intenso a la vez? ¿Y agudo y débil?

6.- Una persona se aleja al doble de una fuente sonora ¿Cuánto varía la intensidad del sonido?

RAPIDEZ DEL SONIDO

Método utilizado en el siglo XVII

1) Se tiene una distancia conocida d=20 Km

2) Se mide el tiempo transcurrido entre el fogonazo y la llegada del sonido al punto de medición

3) Se aplica la relación v=d/t

Hoy en día se sabe que la velocidad del sonido depende varios factores

Densidad: En los medios de mayor densidad el sonido propaga con mayor rapidez, ya que poseen mayor numero de particulas por unidad de volumen para propagar el sonido

Elasticidad: Capacidad de un solido de deformarse y recuperar su forma luego de aplicada la fuerza. En los medios menor elasticidad el sonido se propaga con mayor rapidez, ya que este transmite de inmediato las deformaciones de la onda, propagándose rápidamente

Compresibilidad: En los líquidos y gases es la capacidad de compresión, los líquidos y gases con menor compresibilidad tienen sus moléculas mas juntas, por lo tanto, transmiten las ondas sonoras rápidamente

Temperatura: Si aumenta la temperatura, aumenta la agitación molecular de las sustancias, por lo tanto, se incrementa la rapidez de propagación del sonido

Rapidez del sonido en el aire

EJEMPLOS:

1.- ¿Por que resulta ser un buen método para averiguar si se aproxima un tren?

2.- Determina la velocidad del sonido en el aire cuando su temperatura es de:

a) 10ºC b) 20ºC

3.- a) si la temperatura del aire es de 15 ºC. ¿Cuánto tarda una onda sonora en recorrer una distancia de 170 m?

b) ¿Y si la temperatura ambiente es de 10 ºC?

4.- El timbre del colegio se encuentra a 100 m de la sala.

a) ¿Cuánto tarda el sonido del timbre en llegar a la sala? (t=15ºC)b) Si la temperatura es 5 ºC ¿Cuánto tarda el sonido en llegar?

5.- Una persona se encuentra frente a un muro, emite un sonido este llega al muro, se refleja y vuelve a la persona luego de 2,4 segundos

¿Qué distancia existe entre el muro y la persona?

EJERCICIOS

FENOMENOS ASOCIADOS AL SONIDO

1.- REFLEXION DEL SONIDO: Cuando las ondas sonoras inciden sobre una superficie el sonido se refleja

2.- REFRACCION: Cuando una onda sonora pasa a un medio de diferente densidad; experimenta un cambio de dirección y rapidez. por ejemplo, una onda sonora que pasa del aire al agua

También puede ocurrir que el mismo medio, por ejemplo el aire, presente diferente densidades, producto de variaciones de temperatura

Ejemplo:

3.- DIFRACCION: Ocurre cuando una onda que se propaga encuentra un obstáculo: como un muro o un orificio

La onda sonora rodea el muro

Al pasar por el orificio la onda sonora se abre

Esto se debe a que todos los objetos tienen su propia forma de vibrar, cuando son golpeados debido a sus características físicas

4.- RESONANCIA

Todos los objetos vibran con una frecuencia característica: llamada frecuencia natural de vibración

Todo objeto vibra con una o

varias frecuencias típicas que dependen del material con el cual se hizo el objeto, la forma, como se hizo vibrar

La resonancia ocurre cuando dos objetos tienen la misma frecuencia natural de vibración

1. Uno de ellos se encuentra vibrando y el otro NO

2. Entonces el que vibra provoca que el otro vibre también

Una cantante logra romper una copa de cristal

Un diapasón sin caja, produce un sonido de baja intensidad, pero al unirlo a una caja, las vibraciones se del diapasón se transmiten a la caja y esta entra en resonancia, produciendo un sonido mas intenso

Lo anterior se aplica en la construcción de instrumentos: como guitarras

También se puede afinar una guitarra, aplicando la resonancia

4.- INTERFERENCIA: Cuando dos ondas sonoras pasan por el MISMO PUNTO, pueden producirse:

Interferencia constructiva

En el caso de ondas sonoras

Interferencia destructiva

En el caso de las ondas sonoras:

EJEMPLO:

6.- EFECTO DOPPLER: Ocurre cuando la fuente sonora está en movimiento

Es un cambio aparente en la frecuencia con la cual se recibe un sonido, producto de un movimiento de la fuente sonora

En el caso del sonido en el aire:

Es posible determinar la frecuencia que percibe el receptor mediante la siguiente relación:

APLICACIÓN: Sistema de control de velocidad por radar

EJEMPLO:

La sirena de un tren que se mueve con una rapidez de 72 Km/h emite un sonido cuya frecuencia es de 1000 Hz. Si la temperatura del aire es de 20 ºC. Determina la frecuencia que percibe una persona en la estación, cuando el tren se:

a) Acercab) Aleja

EJERCICIOS