la física del sonido qué produce el sonido? el sonido se produce cuando algo vibra. la vibración...
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La Física del La Física del SonidoSonido
Qué produce el sonido?Qué produce el sonido?
El sonido se produce cuando algo vibra.El sonido se produce cuando algo vibra. La vibración perturba el
aire a su alrededor
Esto causa cambios en la presión.
Estos cambios de presión se propagan constituyendo ondas de sonido.
Ondas periódicas
• Sabemos que el sonido es una perturbación en un medio. Cuando dichas perturbaciones se producen a intervalos regulares y son todas de la misma forma, estamos en presencia de una onda periódica, y el número de perturbaciones por segundo se denomina frecuencia de la onda. Se expresa en Hertz (Hz)-
Tipos de ondasTipos de ondasLas ondas sonoras son longitudinales.
No todas las ondas son longitudinales: las ondas en la superficie del agua generadas al tirar una piedra
son transversales
Ejemplos de ondasEjemplos de ondas
Transversales
Desplazamiento
Dirección de la onda
desplazamiento
Dirección de la onda
Dirección de la onda
desplazamiento
Longitudinales
Vibra en dirección paralela (longitudinal) a la dirección en la que se propaga la onda (Ej: el sonido)
Vibra en dirección perpendicular ( transversal) a la dirección de la propagación de la onda. (Ej: luz, agua)
Características del sonidoCaracterísticas del sonido
•Se propaga en un medio material (aire, agua, gases)
v= f
•Amplitud, frecuencia, velocidad (aire 340 m/s, agua 1200 m/s)
Las tres componentes del Las tres componentes del sonido son:sonido son:
• Tono o altura: cuán grave o agudo es
• Intensidad: cuánto volumen tiene
• Timbre: cuál es su tonalidad
Tono FrecuenciaTono FrecuenciaV
aria
cion
es
de
Pre s
ión
Baja frecuencia
(sonido grave)Alta frecuencia (sonido agudo)
Tiempo
• Es el número de repeticiones (o ciclos) por unidad de tiempo.
•Se mide en Hertz (1 Hz es un ciclo por segundo).
Cuando la frecuencia del sonido se duplica decimos que estamos en una octava superior
Podemos oir en un rango de 10 octavas.
Frecuencias audiblesFrecuencias audibles
1Hz- 20 KHz
60 Hz- 45KHz
100 Hz- 60 KHz
50 Hz- 8 KHz
50 Hz- 20 KHz
200Hz- 150 KHz
ResonanciaResonancia Se llama frecuencia natural al sonido característico
de un objeto cuando vibra. La frecuencia natural depende de factores tales como
la elasticidad y la forma del objeto. Dos objetos diferentes, por lo general emiten sonidos distintos cuando vibran.
Cuando la frecuencia de vibraciones forzadas se generan en un objeto coincide con la frecuencia del mismo, se produce un aumento notable en el volumen del sonido que emiten. Este fenómeno se denomina resonancia
Resonancia (puente de Tacoma)Resonancia (puente de Tacoma)
Volumen IntensidadVolumen Intensidad
Esta relacionada con la amplitud
Pre
sió n
Tiempo
Para percibir un sonido como dos veces más intenso su intensidad debe ser 10 veces mayor.
La intensidad de sonido percibida se mide en escala logarítmica usando una unidad llamada decibel. (dB)
Los humanos no perciben la Los humanos no perciben la intensidad linealmenteintensidad linealmente
DecibelesDecibeles
Intensidad=Energía
Area * unidad de tiempo
Un sonido 10 veces más intenso 10 tiene 10 dB-11
W/m2
Un sonido 100 veces más intenso 10 tiene 20 dB-10
W/m2
Un sonido 1000 veces más intenso 10 tiene 30 dB-9
W/m2
Un sonido 10.000.000.000.000.000 veces más intenso 10 tiene 160 dB2
W/m2
Umbral de audición : 10 -12
W/m2
Ejemplos de intensidadEjemplos de intensidad
Situación Intensidad (en dB)
Susurro, bilbioteca 30 dB (muy silencioso)
conversación normal 60 dB (intrusivo)
fábrica 85 dB (molesto)
equipo de música a máximo volumen, camión recolector, petardos
100 dB (muy fuerte- daño auditivo con más de 8 hs.)
el cuerpo comienza a sentir vibraciones en bajas frecuencias
116dB (extremadamente fuerte)
primera fila en concierto de Rock, despegue de jets (60 mts) bocina de auto (1 mt)
120- 130 dB (máximo esfuerzo vocal)
Zona de lanzamiento de cohetes (sin protección auditiva)
140 dB DAÑO EXTREMO A CUALQUIER
FRECUENCIA Y TIEMPO
Timbre forma de ondaTimbre forma de onda
El timbre depende de la forma de la onda sonora. Es lo que distingue un instrumento de otro.
Las ondas sonoras son periódicas pero pueden tener distintas formas. Estas formas se logran por superposición de ondas sinusoidales. A la frecuencia más baja se la llama fundamental y a las más altas armónicos.
Las ondas de sonido causan cambios de presión sobre nuestro conducto auditivo
enviando impulsos nerviosos al cerebro
Por qué oímos lo que oímos?Por qué oímos lo que oímos?
Esquema del oídoEsquema del oído
Oído internoOído medioOído externo
Efecto DopplerEfecto Dopplerhttp://video.google.com/videoplay?docid=-
2816813289251655055
Corrimiento de la frecuencia recibida, debido al movimiento de la fuente de vibratoria hacia el receptor, o alejándose de él.
EvaluaciónEvaluación
¿Qué clase de onda es cada una de las siguientes?
a) Ola de mar rodando hacia la playa
b) El sonido de una ballena llamando a otra bajo el agua
c) Un impulso mandado por una cuerda tensa, al golpear uno de sus extremos
d) ¿De qué depende el tono de un sonido?
d) ¿De qué depende la intensidad del sonido?
e) ¿De qué depende el timbre?f) ¿Cuál es la diferencia en decibeles entre
un murmullo y un grito? g) Si en la sala de clases todos los alumnos
o alumnas gritan, ¿podrían llegar a causar daño?
h) ¿Qué dirección tienen las vibraciones en relación con la dirección de propagación de una onda longitudinal y transversal?
i) Francisco, un trabajador en un aeropuerto, al estar cerca de un avión que despega, ¿qué nivel de sonido experimenta?
j) ¿Cuál es la unidad de sonoridad? ¿Qué instrumento se utiliza?
k) ¿Por qué los soldados rompen filas al pasar por un puente?