fisica tercera unidad

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investigacion espero y les sirva

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Introduccin En esta investiacion se hablara del Elsonido(dellatnsontus,por analoga prosdica conruido, chirrido, rugido, etctera), enfsica, es cualquierfenmenoque involucre la propagacin en forma deondas elsticas(sean audibles o no), generalmente a travs de un fluido (u otro medio elstico) que est generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.El sonido humanamente audible consiste enondas sonorasque se producen cuando lasoscilacionesde la presin del aire, son convertidas en ondas mecnicas en el odo humano y percibidas por el cerebro. La propagacin del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presin.1En los cuerpos slidos la propagacin del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.La propagacin del sonido involucratransporte de energasintransporte de materia, en forma de ondas mecnicas que se propagan a travs de un medio elsticoslido,lquidoogaseoso. Entre los ms comunes se encuentran el aire y el agua. No se propagan en el vaco, al contrario que las ondas electromagnticas. Si las vibraciones se producen en la misma direccin en la que se propaga el sonido, se trata de unaonda longitudinaly si las vibraciones son perpendiculares a la direccin de propagacin es unaonda transversal.La fontica acstica concentra su inters especialmente en los sonidos del habla: cmo se generan, cmo se perciben, y cmo se pueden describir grfica o cuantitativamente.

SonidoElsonido(dellatnsontus,por analoga prosdica conruido, chirrido, rugido, etctera), enfsica, es cualquierfenmenoque involucre la propagacin en forma deondas elsticas(sean audibles o no), generalmente a travs de un fluido (u otro medio elstico) que est generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.El sonido humanamente audible consiste enondas sonorasque se producen cuando lasoscilacionesde la presin del aire, son convertidas en ondas mecnicas en el odo humano y percibidas por el cerebro. La propagacin del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presin.1En los cuerpos slidos la propagacin del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

Representacin esquemtica delodo, propagacin del sonido. Azul:ondas sonoras. Rojo:tmpano. Amarillo:Cclea. Verde:clulas de receptores auditivos. Prpura:espectro de frecuenciade respuesta del odo. Naranja:impulso del nervio.La propagacin del sonido involucratransporte de energasintransporte de materia, en forma de ondas mecnicas que se propagan a travs de un medio elsticoslido,lquidoogaseoso. Entre los ms comunes se encuentran el aire y el agua. No se propagan en el vaco, al contrario que las ondas electromagnticas. Si las vibraciones se producen en la misma direccin en la que se propaga el sonido, se trata de unaonda longitudinaly si las vibraciones son perpendiculares a la direccin de propagacin es unaonda transversal.La fontica acstica concentra su inters especialmente en los sonidos del habla: cmo se generan, cmo se perciben, y cmo se pueden describir grfica o cuantitativamente.Fsica del sonido La fsica del sonido es estudiada por laacstica, que trata tanto de la propagacin de las ondas sonoras en los diferentes tipos demedios continuoscomo la interaccin de estas ondas sonoras con los cuerpos fsicos.

onda sinusoidal; Variacin de frecuencia; Abajo podemos ver las frecuencias ms altas. El eje horizontal representa el tiempo.Propagacin del sonido Ciertas caractersticas de los fluidos y de los slidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los slidos y en los lquidos con mayor rapidez que en los gases. En general cuanto mayor sea lacompresibilidad(1/K) del medio tanto menor es la velocidad del sonido. Tambin la densidad es un factor importante en la velocidad de propagacin, en general cuanto menor sea la densidad (), a igualdad de todo lo dems, mayor es la velocidad de la propagacin del sonido. La velocidad del sonido se relaciona con esas magnitudes mediante:

En los gases, la temperatura influye tanto la compresibilidad como la densidad, de tal manera que el factor de importancia suele ser la calentura actualLa propagacin del sonido est sujeta a algunos condicionales. As la transmisin de sonido requiere la existencia de un medio material donde la vibracin de las molculas es percibida como una onda sonora. En la propagacin en medios compresibles como el aire, la propagacin implica que en algunas zonas las molculas de aire, al vibrar se juntan (zonas de compresin) y en otras zonas se alejan (zonas de rarefaccin), esta alteracin de distancias entre las molculas de aire es lo que produce el sonido. En fluidos altamente incompresibles como los lquidos las distancias se ven muy poco afectadas pero se manifiesta en forma de ondas de presin. La velocidad de propagacin de las ondas sonoras en un medio depende de la distancia promedio entre las partculas de dicho medio, por tanto, es en general mayor en los slidos que en los lquidos y en estos, a su vez, que en los gases. En el vaco no puede propagarse el sonido, ntese que por tanto las explosiones realmente no son audibles en elespacio exterior.Las ondas sonoras se producen cuando un cuerpovibrarpidamente. La frecuencia es el nmero de vibraciones u oscilaciones completas que efectan por segundo. Los sonidos producidos son audibles por un ser humano promedio si la frecuencia de oscilacin est comprendida entre 20Hz y 20000Hz. Por encima de esta ltima frecuencia se tiene unultrasonidono audible por los seres humanos, aunque algunos animales pueden or ultrasonidos inaudibles por los seres humanos. La intensidad de un sonido est relacionada con el cuadrado de laamplitudde presin de la onda sonora. Un sonido grave corresponde a onda sonora con frecuencia baja mientras que los sonidos agudos se corresponden con frecuencias ms altas.Magnitudes fsicas del sonido Como todo movimiento ondulatorio, el sonido puede representarse mediante laTransformada de Fouriercomo una suma de curvassinusoides, tonos puros, con un factor de amplitud, que se pueden caracterizar por las mismasmagnitudesyunidades de medidaque a cualquierondade frecuencia bien definida:Longitud de onda(),frecuencia(f) o inversa delperodo(T),amplitud(relacionada con elvolumeny lapotencia acstica) yfase. Esta descomposicin simplifica el estudio de sonidos complejos ya que permite estudiar cada componente frecuencial independientemente y combinar los resultados aplicando elprincipio de superposicin, que se cumple porque la alteracin que provoca un tono no modifica significativamente las propiedades del medio.

La caracterizacin de un sonido arbitrariamente complejo implica analizar: Potencia acstica: Elnivel de potencia acstica(PWL Power Wattage Level) es la cantidad de energa radiada al medio en forma de ondas por unidad de tiempo por una fuente determinada. La unidad en que se mide el vatio y su smbolo W. La potencia acstica depende de laamplitud. Espectro de frecuencias: la distribucin de dicha energa entre las diversas ondas componentes.

Velocidad del sonido

EE.UU.marina de guerraF / A-18acercndose a la barrera del sonido. El halo blanco est formado por gotas de agua condensada que se cree que el resultado de una cada en la presin de aire alrededor de la aeronave (verSingularidad de Prandtl-Glauert). En el aire, el sonido tiene una velocidad de 331,5m/s cuando: la temperatura es de 0C, la presin atmosfrica es de 1atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0% (aire seco). Aunque depende muy poco de la presin del aire. La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los slidos tiene mayor velocidad que en los lquidos, y en los lquidos es ms veloz que en los gases. Esto se debe a que las partculas en los slidos estn ms cercanas.

Comportamiento de las ondas de sonido a diferentes velocidadesLa velocidad del sonido en el aire se puede calcular en relacin a la temperatura de la siguiente manera:

Donde:

, es la temperatura en grados Celsius.Si la temperatura ambiente es de 15C, la velocidad de propagacin del sonido es 340m/s (1224km/h). Este valor corresponde a 1 MACH.Reverberacin La reverberacin es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongacin, a modo de "cola sonora", que se aade al sonido original. La duracin y la coloracin tmbrica de esta cola dependen de: La distancia entre el oyente y la fuente sonora; la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido. En situaciones naturales hablamos de sonido directo para referirnos al sonido que se transmite directamente desde la fuente sonora hasta nosotros (o hasta el mecanismo de captacin que tengamos). Por otra parte, el sonido reflejado es el que percibimos despus de que haya rebotado en las superficies que delimitan el recinto acstico, o en los objetos que se encuentren en su trayectoria. Evidentemente, la trayectoria del sonido reflejado siempre ser ms larga que la del sonido directo, de manera que -temporalmente- escuchamos primero el sonido directo, y unos instantes ms tarde escucharemos las primeras reflexiones; a medida que transcurre el tiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menor intensidad, hasta que desaparecen. Nuestra sensacin, no obstante, no es la de escuchar sonidos separados, ya que el cerebro los integra en un nico precepto, siempre que las reflexiones lleguen con una separacin menor de unos 50 milisegundos. Esto es lo que se denomina efecto Haas o efecto de precedencia.Resonancia Es el fenmeno que se produce cuando dos cuerpos tienen la misma frecuencia de vibracin, uno de los cuales empieza a vibrar al recibir las ondas sonoras emitidas por el otro.Para entender el fenmeno de la resonancia existe un ejemplo muy sencillo. Supngase que se tiene un tubo con agua y muy cerca de l (sin entrar en contacto) tenemos un diapasn, si golpeamos el diapasn con un metal, mientras echan agua en el tubo, cuando el agua alcance determinada altura el sonido ser ms fuerte; esto se debe a que la columna de agua contenida en el tubo se pone a vibrar con la misma frecuencia que la que tiene el diapasn, lo que evidencia por qu las frecuencias se refuerzan y en consecuencia aumenta la intensidad del sonido.Un ejemplo es el efecto de afinar las cuerdas de la guitarra, puesto que al afinar, lo que se hace es igualar las frecuencias, es decir poner en resonancia el sonido de las cuerdas.Fisiologa del sonido El aparato auditivo Los sonidos son percibidos a travs del aparato auditivo que recibe las ondas sonoras, que son convertidas en movimientos de lososteocillos ticosy percibidas en elodo internoque a su vez las transmite mediante el sistema nervioso al cerebro. Esta habilidad se tiene incluso antes de nacer.La voz humana

Laespectrografade la voz humana revela su rico contenido armnico.Lavoz humanase produce por la vibracin de lascuerdas vocales, lo cual genera una onda sonora que es combinacin de varias frecuencias y sus correspondientesarmnicos. La cavidad buco-nasal sirve para crearondas cuasiestacionariaspor lo que ciertas frecuencias denominadasformantes. Cada segmento de sonido del habla viene caracterizado por un ciertoespectro de frecuenciaso distribucin de la energa sonora en las diferentes frecuencias. El odo humano es capaz de identificar diferentes formantes de dicho sonido y percibir cada sonido con formantes diferentes como cualitativamente diferentes, eso es lo que permite por ejemplo distinguir dos vocales. Tpicamente el primer formante, el de frecuencia ms baja est relacionado con la abertura de la vocal que en ltima instancia est relacionada con la frecuencia de las ondas estacionarias que vibran verticalmente en la cavidad. El segundo formante est relacionado con la vibracin en la direccin horizontal y est relacionado con si la vocal es anterior, central o posterior.La voz masculina tiene un tono fundamental de entre 100 y 200Hz, mientras que la voz femenina es ms aguda, tpicamente est entre 150 y 300Hz. Las voces infantiles son an ms agudas. Sin el filtrado por resonancia que produce la cavidad buco nasal nuestras emisiones sonoras no tendran la claridad necesaria para ser audibles. Ese proceso de filtrado es precisamente lo que permite generar los diversos formantes de cadaunidad segmental del habla.Sonidos del habla Laslenguas humanasusan segmentos homogneos reconocibles de unas decenas de milisegundos de duracin, que componen los sonidos del habla, tcnicamente llamadosfonos.Lingsticamenteno todas las diferencias acsticas son relevantes, por ejemplo las mujeres y los nios tienen en general tonos ms agudos, por lo que todos los sonidos que producen tienen en promedio una frecuencia fundamental y unos armnicos ms altos e intensos.Los hablantes competentes de una lengua aprenden a "clasificar" diferentes sonidos cualitativamente similares enclases de equivalenciade rasgos relevantes. Esas clases de equivalencia reconocidas por los hablantes son los constructos mentales que llamamosfonemas. La mayora de lenguas naturales tiene unas pocas decenas de fonemas distintivos, a pesar de que las variaciones acsticas de losfonosy sonidos son enormes.

El sonido en la msica Elsonido, en combinacin con elsilencio, es la materia prima de lamsica. En msica los sonidos se califican en categoras como: largos y cortos, fuertes y dbiles, agudos y graves, agradables y desagradables. El sonido ha estado siempre presente en la vida cotidiana del hombre. A lo largo de lahistoriael ser humano ha inventado una serie de reglas para ordenarlo hasta construir algn tipo de lenguaje musical.Propiedades Las cuatro cualidades bsicas del sonido son laaltura, laduracin, laintensidady eltimbre o color.CualidadCaractersticaRango

Altura o tonoFrecuencia de ondaAgudo, medio, grave

IntensidadAmplitud de ondaFuerte, dbil o suave

TimbreArmnicos de onda o forma de la onda. Anlogo a la texturaDepende de las caractersticas de la fuente emisora del sonido (por analoga: spero, aterciopelado, metlico, etc)

DuracinTiempo de vibracinLargo o corto

La altura La altura, o altura tonal, indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por lafrecuenciafundamental de las ondas sonoras, medida en ciclos por segundo o hercios (Hz). vibracin lenta = baja frecuencia = sonido grave. vibracin rpida = alta frecuencia = sonido agudo.Para que los humanos podamos percibir un sonido, ste debe estar comprendido entre el rango de audicin de 20 y 20.000Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango defrecuencia audible. Cuanta ms edad se tiene, este rango va reducindose tanto en graves como en agudos.En la msica occidental se fueron estableciendo tonos determinados llamadosnotas, cuya secuencia de 12 (C, C#, D, D#, E, F, F#, G, G#, A, A#, B) se va repitiendo formando octavas, en cada una de stas se duplica la frecuencia. La diferencia entre distintas notas se denominaintervalo.La duracin Vase tambin:duracin musicalEs el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc. Los nicos instrumentos acsticos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda frotada, como el violn, y los de viento (utilizando la respiracin circular o continua); pero por lo general, los instrumentos de viento dependen de la capacidad pulmonar, y los de cuerda segn el cambio del arco producido por el ejecutante.La intensidad Es la cantidad deenergaacstica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte o suave de un sonido. La intensidad viene determinada por lapotencia, que a su vez est determinada por laamplitudy nos permite distinguir si el sonido es fuerte o dbil.La intensidad del sonido se divide en intensidad fsica e intensidad auditiva, la primera esta determinada por la cantidad de energa que se propaga, en la unidad de tiempo, a travs de la unidad de rea perpendicular a la direccin en que se propaga la onda. Y la intensidad auditiva que se fundamenta en la ley psicofsica de Weber-Fechner, que establece una relacin logartmica entre la intensidad fsica del sonido que es captado, y la intensidad fsica mnima audible por el odo humano.Los sonidos que percibimos deben superar elumbral auditivo(0dB) y no llegar alumbral de dolor(140dB). Esta cualidad la medimos con elsonmetroy los resultados se expresan endecibelios(dB) en honor al cientfico e inventorAlexander Graham Bell.

El timbre Una misma nota suena distinta si la toca una flauta, un violn, una trompeta, etc. Cada instrumento tiene un timbre que lo identifica o lo diferencia de los dems. Con la voz sucede lo mismo. El sonido dado por un hombre, una mujer, un nio tienen distinto timbre. El timbre nos permitir distinguir si la voz es spera, dulce, ronca o aterciopelada. Tambin influye en la variacin del timbre la calidad del material que se utilice. As pues, el sonido ser claro, sordo, agradable o molesto.Fuentes del sonido El sonido es un tipo de ondas mecnicas longitudinales producidas por variaciones depresindel medio. Estas variaciones de presin (captadas por el odo humano) producen en el cerebro la percepcin del sonido.Existen en la naturaleza sonidos generados por diferentes fuentes de sonido y sus caractersticas de frecuencia (altura), intensidad (fuerza), forma de la onda (timbre) y envolvente (modulacin) los hacen diferentes e inconfundibles, por ejemplo, el suave correr del agua por un grifo tiene las mismas caractersticas en frecuencia, timbre y envolvente que el ensordecedor correr del agua en lascataratas del Iguaz, con sus aproximadamente 100 metros de altura de cada libre, pero la intensidad (siempre medida endecibeliosa un metro de distancia de la zona de choque) es mucho mayor.De los requisitos apuntados, el de la envolvente es el ms significativo, puesto que es "la variacin de la intensidad durante un tiempo, generalmente el inicial, considerado", el ejemplo de la diferencia de envolventes es la clara percepcin que tenemos cuando algn instrumento de cuerda raspada (violn,violoncelo) son ejecutados "normalmente" con el arco frotando las cuerdas o cuando son pulsados (pizzicato); mientras que en el primer caso el sonido tiene aproximadamente la misma intensidad durante toda su ejecucin, en el segundo caso el sonido parte con una intensidad mxima (la cuerda tensa soltada por el msico) atenundose rpidamente con el transcurso del tiempo y de una manera exponencial, de manera que la oscilacin siguiente a la anterior sigue una ley de variacin descendente. Entre los instrumentos que exhiben una envolvente constante tenemos primordialmente el rgano de tubos (y sus copias electrnicas), elsaxofn(tambin de aire, como el rgano) y aquellos instrumentos que, no siendo de envolvente fija.

Conclusin En conclusin el sonido sonido es estudiado por laacstica, que trata tanto de la propagacin de las ondas sonoras en los diferentes tipos demedios continuoscomo la interaccin de estas ondas sonoras con los cuerpos fsicos.La propagacin del sonido est sujeta a algunos condicionales. As la transmisin de sonido requiere la existencia de un medio material donde la vibracin de las molculas es percibida como una onda sonora. En la propagacin en medios compresibles como el aire, la propagacin implica que en algunas zonas las molculas de aire, al vibrar se juntan (zonas de compresin) y en otras zonas se alejan (zonas de rarefaccin), esta alteracin de distancias entre las molculas de aire es lo que produce el sonido. En fluidos altamente incompresibles como los lquidos las distancias se ven muy poco afectadas pero se manifiesta en forma de ondas de presin. La velocidad de propagacin de las ondas sonoras en un medio depende de la distancia promedio entre las partculas de dicho medio, por tanto, es en general mayor en los slidos que en los lquidos y en estos, a su vez, que en los gases. En el vaco no puede propagarse el sonido, ntese que por tanto las explosiones realmente no son audibles en elespacio exterior.

Cuestionario1)Qu es el sonido? Es cualquierfenmenoque involucre la propagacin en forma deondas elsticas(sean audibles o no), generalmente a travs de un fluido (u otro medio elstico) que est generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

2)En que consiste el sonido humanamente? Consiste enondas sonorasque se producen cuando lasoscilacionesde la presin del aire, son convertidas en ondas mecnicas en el odo humano y percibidas por el cerebro 3)De que habla la fontica acustica ?:La fontica acstica concentra su inters especialmente en los sonidos del habla: cmo se generan, cmo se perciben, y cmo se pueden describir grfica o cuantitativamente.

4)Quin estudia la fsica del sonido?. La fsica del sonido es estudiada por laacstica, que trata tanto de la propagacin de las ondas sonoras en los diferentes tipos demedios continuoscomo la interaccin de estas ondas sonoras con los cuerpos fsicos.

5) Cundo se producen las ondas sonoras?.Las ondas sonoras se producen cuando un cuerpovibrarpidamente.6)Que es la potencia acustica? Elnivel de potencia acstica(PWL Power Wattage Level) es la cantidad de energa radiada al medio en forma de ondas por unidad de tiempo por una fuente determinada. La unidad en que se mide el vatio y su smbolo W. La potencia acstica depende de laamplitud.

7)Qu es el espectro de frecuencias?.Espectro de frecuencias: la distribucin de dicha energa entre las diversas ondas componentes.8) Cul es la velocidad del sonido en el aire?. En el aire, el sonido tiene una velocidad de 331,5m/s cuando: la temperatura es de 0C, la presin atmosfrica es de 1atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0% (aire seco). Aunque depende muy poco de la presin del aire.

9) Qu es la reverberacion?.La reverberacin es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongacin, a modo de "cola sonora", que se aade al sonido original

10)Qu es la resonancia?Es el fenmeno que se produce cuando dos cuerpos tienen la misma frecuencia de vibracin, uno de los cuales empieza a vibrar al recibir las ondas sonoras emitidas por el otro.