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¿Qué es el sonido?
Cualquier fenómeno que involucre la propagación de ondas elásticas, generalmente a través de un fluido u otro medio, que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo,
produce ondas de sonido.
Aquel captable por
el oído humano, es
decir, audible, son
las ondas sonoras
que producen
oscilaciones del
aire, convertidas en
ondas mecánicas
en el oído y
percibidas por el
cerebro.Gamma audible HzaHz 2000016
Para que se genere un
sonido es necesario que
vibre alguna fuente y que
esta vibración pueda ser
transmitida a través de
cualquier medio elástico.
La propagación del sonido depende del medio en el
que se propaga. Cuanto mayor sea la
compresibilidad del medio, menor es la velocidad
del sonido. Otro factor que influye es la densidad.
Cuanto mayor sea ésta, menor será la velocidad,
siempre que el resto de propiedades y magnitudes
sean las mismas.
NOTA: en el caso de los gases el factor influyente es la temperatura.
Yv
Yv
Bv
M
RTPv
Para que el sonido se transmita se necesita que las
moléculas vibren en torno a su posición de equilibrio. En la
superficie vibrante existirán algunas zonas en las que se
junten (zonas de compresión) y otras en las que se
separen (zonas de rarefacción). Son estas alteraciones de
las moléculas de aire lo que producen el sonido.
Se dice que son ondas mecánicas porque necesitan un medio por el que propagarse. Son también ondas longitudinales ya que se
propagan en la misma dirección de las compresiones y dilataciones del medio.
La propagación de onda depende de la separación entre las
partículas del medio en el que se propagan, siendo mayor en los
sólidos y menor en los líquidos.
Magnitudes físicas del sonido
El sonido, al ser una onda sinusoidal, tiene las mismas características y magnitudes que cualquiera
de las ondas de este tipo.
Magnitudes físicas del sonido
Si el sonido es periódico, se representa a partir de función de onda de presión:
maxmaxmax cos svPcontkxPP
y, de la función de onda de desplazamiento:
tkxsenSS max
Velocidad del sonido
A 0ºC de temperatura y 1 atmósfera de presión
atmosférica, la velocidad del sonido es de 331.5 m/s. Esta
velocidad se calcula en relación a la temperatura, ya que
en realidad depende muy poco de la presión del aire.
Donde la velocidad inicial es de 331.3 m/s,
Alfa es una constante de valor 0.606 y T es
La temperatura en Celsius.
NOTA: Cuando la temperatura sea de 15ºC, la velocidad del sonido será de 340 m/s.
A esta cifra se le conoce como MACH.
Cen Tcon 6,0331 0Ts
mv
El oído es el órgano
especializado en
detectar las ondas de
sonido y controlar el
equilibrio del cuerpo.
Consta de tres partes:
-Oído externo
- Oído medio
- Oído interno
El oído externo
Es el responsable de la producción de cerumen, cuya función es proteger de agentes extraños y bacterianos
externos al oído.
El oído medio
En él se transforman las ondas sonoras que viajan
por medio del aire a ondas sónicas que viajan por
medio del líquido perlinfático del oído interno.
El oído interno
Es el órgano propio del equilibrio y órgano de audición. En
el oído interno se encuentra el órgano de Corti.
El órgano de Corti
En él se produce la propiocepción del proceso auditivo en general. Está conformado por dos clases de células:
- Células ciliadas cocleares: transforman señales acústicas físicas en señales acústicas cortilinfáticas, y de aquí a señales electromagnéticas dirigidas al área receptora auditiva de la corteza cerebral.
- Células de sostén: células diferenciadas que descansan sobre una membrana basal y confeccionan la estructura del órgano de Corti.
REVERBERACIÓN
Suma total de las reflexiones del sonido que llegan
al lugar del oyente en diferentes momentos de
tiempo.
Es una especie de prolongación que se añade al sonido
original. Su duración depende de la distancia entre el
oyente y el foco del sonido, y de la naturaleza de las
superficies que reflejan el sonido.
La reverberación es el conjunto de sonidos reflejados que
percibimos después de haber rebotado en una superficie.
La trayectoria del sonido reflejado es más larga que la del
directo. Por ello, el primero en percibirse es el original y
después, poco a poco, pero de forma continua, nos van
llegando los reflejados con cada vez menor intensidad,
hasta que desaparecen.
Siempre que lleguen con una distancia menor de 50 milisegundos, nuestro
Cerebro lo tomará como un único sonido, no como varios.
Intensidad sonora
Indica que tan potente es un sonido por unidad de
área y tiempo
24 r
P
área
PotenciaI
v
psvI
22
22
max
2
max
NIVEL DE INTENSIDAD
Es un nivel de referencia del umbral de audición en escala logarítmica,
cuya unidad es el decibel.
2
12
0
0
10log10m
wattIdonde
I
IdB
RESONANCIA
Fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de
vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica con
igual frecuencia que la característica de dicho objeto. Así,
una fuerza pequeña aplicada de forma repetida hace
aumentar la amplitud del sistema oscilante.
El cuerpo vibrará aumentando de forma
progresiva la amplitud del movimiento tras
cada una de las actuaciones sucesivas de la
frecuencia
POLUCIÓN SÓNICA
Exceso de sonido que altera las condiciones ambientales
normales en una determinada zona y degrada la calidad de
vida de sus habitantes. Hace referencia al ruido, entendido
como sonido excesivo y molesto, provocado por la
actividad humana, que produce efectos negativos sobre la
salud física y mental de la persona.
El principal causante de la contaminación acústica
es la actividad humana, como consecuencia de la
Revolución Industrial del s.XVIII-XIX, y la aparición
de nuevos medios de transporte y el crecimiento de
las ciudades.
• llamado así por Christian Doppler consiste en la variación aparente
de la frecuencia de cualquier tipo de onda emitida o recibida por un
objeto en virtud al movimiento relativo entre fuente y observador.
Doppler propuso este efecto en 1842 Es preciso ver que ocurre
cuando la fuente emisora está en reposo y cuando se mueve cada
vez más rápida. Conviene hacer varias simulaciones con distintas
velocidades de la fuente sonora para apreciar que forma tiene los
distintos frentes de onda.
Ecuación asociada al efecto Doppler en ondas sonoras
Con la siguiente ecuación se puede determinar la frecuencia percibida por el observador.
Donde:
fvv
vvff
0´
0
observada frecuencia la es ´
0f
fuente lapor emitida onda la de frecuencia ´f
sonora onda la de ad velocid´v
observador del ad velocid´
0v
fuente la de ad velocid´
fv
Fuente y observador acercándose en sentido contrario
Con la siguiente ecuación se puede determinar la frecuencia percibida por el observador.
fvv
vvff
0´
0
Fuente y observador alejándose en sentido contrario
Con la siguiente ecuación se puede determinar la frecuencia percibida por el observador.
fvv
vvff
0´
0
observador detrás de la fuente
Con la siguiente ecuación se puede determinar la frecuencia percibida por el observador.
fvv
vvff
0´
0
observador detrás de la fuente
Con la siguiente ecuación se puede determinar la frecuencia percibida por el observador.
fvv
vvff
0´
0
es una onda de presión fuerte que a través de explosiones u otros fenómenos produce diferencias de presión extremas. La onda de presión se desplaza como onda de frente por el medio en forma cónica
Ondas de choque progresivas •Explosiones, como por ejemplo de bombas que con sus ondas pueden mover objetos y destruirlos. Para esas ondas de detonación existen modelos matemáticos empíricos y teoréticos exactos. •Los aviones supersónicos provocan ondas de choque al volar por encima de régimen transónico (M > 0,8) pues aparecen zonas donde el aire supera la velocidad del sonido localmente, por ejemplo sobre el perfil del ala, aunque el propio avión no viaje a M > 1.
•Meteoritos que entran en la atmósfera producen ondas de choque. El aumento de temperatura producido por la onda de choque es la responsable de que se vean los meteoros
•En los alrededores del canal del relámpago hay un aire muy caliente que, con ondas de choque, produce el trueno en tormentas. Es decir que es como una explosión a lo largo del canal del relámpago. Debido a las fluctuaciones irregulares que influyen el camino de las ondas, no solo se oye un golpe sino una serie de más o menos golpes fuertes en una distancia lejana. •En el medio interestelar las ondas de choque pueden ser provocadas por Supernovas o por nubes de gas y de polvo al ser atravesadas por cuerpos en movimiento (Bow Shock, en inglés). Se pueden observar gracias a los Rayos X.