Ondas y sonido

Profesora: Karla Navarrete.

Colegio San Agustín UNIDAD TÉCNICO PEDAGÓGICA Quirihue

Aprendizajes de excelencia pedagógica

Objetivo:

Complementar los conceptos de la unidad de sonido por medio de definiciones y ejemplos del movimiento ondulatorio.

¡¡¡No olvides tomar nota en tu cuaderno!!!

Característica del movimiento de una onda.

fT

v

Tf

1

CARACTERÍSTICAS ESPACIALESCARACTERÍSTICAS ESPACIALES

Amplitud (A): Es la máxima separación de un punto del medio respecto de su posición de equilibrio.

Longitud de onda (λ): Es la distancia existente entre valle y valle o cresta y cresta de una onda. La distancia recorrida en un periodo de tiempo es una longitud de onda.

CARACTERÍSTICAS TEMPORALESCARACTERÍSTICAS TEMPORALES

Periodo (T): Es el tiempo que demora un punto del medio en repetir una oscilación completa o en generarse una longitud de onda.

Frecuencia (f): Es la cantidad de ciclos o de longitudes de ondas que logran generarse en un segundo, y se define como el cociente entre el número de ciclos por unidad de tiempo.

Tf

1

Velocidad de propagación (v): mide la rapidez de la propagación de la onda, depende de las características temporales y espaciales. Su valor numérico depende de las propiedades del medio.

fT

v

SEGÚN SU DIRECCIÓN

TRANSVERSAL: LAS PARTICULAS DEL MEDIO VIBRAN PERPENDICULARMENTE A LA DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA.

LONGITUDINAL: LAS PARTÍCULAS DEL MEDIO VIBRAN EN LA MISMA DIRECCIÓN DE LA ONDA.

SEGÚN SU NATURALEZAMECÁNICA: SON LAS QUE REQUIEREN UN MEDIO MATERIAL PARA PROPAGARSE. QUE PUEDE SER SÓLIDO, LÍQUIDO Y GASEOSO.

2onda-longitudinal.wmv

ELECTROMAGNETICA: SE CARACTERIZA PORQUE SE PUEDEN PROPAGAR EN EL VACÍO, ES DECIR EN AUSENCIA DE PARTÍCULAS.

¿Qué otro ejemplos de ondas electromagnética conoces?

SEGÚN SU SENTIDO DE PROPAGACIÓN

ONDAS VIAJERAS:

SE CARACTERIZA PORQUE SE PROPAGA PARTIENDO DE UNA FUENTE Y VIAJAN DISMINUYENDO SU AMPLITUD A MEDIDA QUE TRANSCURRE EL TIEMPO.

ONDAS ESTACIONARIAS EN CUERDA:

SE FORMA CUANDO UNA ONDA VIAJERA SE REFLEJA INVERTIDA RESPECTO A LA ONDA INCIDENTE, SUPERPONIENDOSE AMBAS ONDAS ORIGINANDO UNA ONDA QUE PARECIERA ESTAR FIJA.

1. ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA 1. ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA FIJA EN AMBOS EXTREMOS.FIJA EN AMBOS EXTREMOS.

En una onda estacionaria es posible distinguir puntos característicos denominados: NodosAntinodos

Secuencia de formación de nodos y Secuencia de formación de nodos y antinodosantinodos

Nodos (N) Nodos (N) == Puntos de la cuerda que permanecen en reposo, sin vibrar. Produciéndose interferencia destructivainterferencia destructiva.

Antinodos (A) =Antinodos (A) = Son los puntos de la cuerda que vibran con la máxima amplitud, produciéndose una interferencia constructivainterferencia constructiva.

Identificación de nodos y antinodosIdentificación de nodos y antinodos

LOS MODOS NORMALES DE VIBRACIÓN LOS MODOS NORMALES DE VIBRACIÓN O ARMONICOS (n)O ARMONICOS (n)

Los modos normales de vibración de una cuerda son las diversas formas en que ella puede vibrar, generando ondas estacionarias.

En cada modo de vibración, la cuerda adopta una forma especifica y emite un sonido característico dado por la frecuencia con que vibra.

PARA CALCULAR EL LARGO DE LA CUERDA EN FUNCIÓN AL NÚMERO DE MODOS:

L: n (λ/2)

ENTONCES LA LONGITUD DE ONDA CORRESPONDERÁ

λ : 2L/n

PUESTO QUE LA VELOCIDAD DE UNA ONDA EN UNA CUERDA DEPENDE DE LA TENSIÓN Y DE LA MASA POR UNIDAD DE LONGITUD DE LA CUERDA (Uo) LA VELOCIDAD ES:

V: √ T/Uo

LA FRECUENCIA QUE TENDRÁ LA CUERDA SERÁ:

F: v/ λ = nV / 2L

Características del sonidoINTENSIDAD

Calculo de la intensidad:

LA INTENSIDAD ESTA RELACIONADA CON LA ENERGIA Y CON LA SUPERFICIE QUE SE PROPAGA.

Y PUEDE SER CALCULADO COMO:

I = P (W) / A (m2) ;

I = es la intensidad (W/m2). P= es la potencia expresado en Watts. A =es el área de la superficie propagada (m2).

ejercicio Luis va a una fiesta con sus amigos,

donde se escucha un alto parlante que posee una potencia de 800 watts. Calcule la intensidad del sonido percibida si:

a) Luis se encuentra a una distancia de 5m del parlante.

b) si se encuentra a 200 m. c) ¿A que se debe esta diferencia

de intensidad?

Recuerde que el sonido se propaga a todas direcciones de forma esférica.

Área de una esfera= 4л r2

Característica del sonido

TONO

Sonido agudo

Sonido grave

Flautín bombo

Sonido agudo sonido grave

Mayor frecuencia menor frecuencia

Característica del sonidoTIMBRE

Velocidad de propagación del sonidodepende de las características del medio

Medio Rapidez en m/s

Aire(15°C) 340

Agua(15°C) 1450

Plomo(20°C) 1230

Cobre(20°C) 3560

Alumnio(20°C) 5100

Hierro(20°C) 5130

Velocidad de una ondaLa velocidad se relaciona a concepto de

distancia y tiempo.

V: λ/ T (m/s)

Como el periodo es T : 1/f (s)

La velocidad también puede ser expresada como:

V : λ f (m/s)

Ejemplo:Si una onda de radio de 50 Hz, se propaga a

una velocidad de 250 m/s.a) calcule la longitud de onda. b) si su longitud de onda aumenta al doble.

Determine su velocidad.c) ¿Cómo será el periodo para ambos casos?

Argumente.

¿Qué es el sonido?

Es una sensación auditiva que se produce por la vibración de algún objeto. Estas vibraciones son captadas por nuestro oído.

El sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga por un medio.

RAPIDEZ DE LA TRANSMISIÓN DEL SONIDO

La rapidez de una onda sonora depende del medio por el cual se propaga (a mayor densidad del medio, mayor rapidez), además depende de dos factores como lo son la temperatura del medio y la elasticidad del medio.

En el aire el sonido aumenta o disminuye su rapidez en función de un aumento o disminución de la temperatura, en forma global su variación será: v = (331 + 0.6XT) m/s,

donde T es la temperatura del aire.

Fenómenos del una onda sonoraDIFRACCIÓN

Este fenómeno se produce cuando un obstáculo impide el avance de la onda provocando que el obstáculo se comporta como un nuevo punto emisor de ondas, de esta forma se explica que las ondas logran bordear el obstáculo y propagarse detrás.Para que se aprecie bien este fenómeno el tamaño del obstáculo no debe ser muy superior a la longitud de onda.

REFLEXIÓN DEL SONIDOEs una propiedad característica del sonido, se caracteriza por que la onda se de vuelve por el mismo medio, cambiando su dirección.

El eco se produce cuando un sonido se refleja en un medio más denso y llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora.

REFLEXIÓN

Eco

Reverberación

REFRACCIÓN

INTERFERENCIAConsiste en la interacción de dos o más ondas que se encuentra en un mismo punto del medio.

EFECTO DOPPLER

Se manifiesta al existir movimiento relativo entre la fuente emisora y el receptor.

Si la fuente se acerca al receptor, la frecuencia observada por éste será mayor que la frecuencia emitida.

Si la fuente se aleja del receptor, la frecuencia observada por éste será menor que la frecuencia emitida.

EFECTO DOOPLER

Rango sonoro

El sistema auditivo humano puede apreciar como sonido vibraciones con frecuencias entre 20 Hz y 20000 Hz.

Las vibraciones con frecuencia mayor de 20000 Hz se conocen como Ultrasonido.

Las vibraciones con frecuencia menor a los 20 Hz se conocen como Infrasonido.

Infrasonido

El Infrasonido es el sonido con la frecuencia demasiado baja para ser oída por el ser humano. El infrasonido es caracterizado por una capacidad de cubrir largas distancias.

Relacionemos: Si el infrasonido tenga frecuencia baja quiere decir: que es un sonido _____________.

Infrasonido en la naturaleza:

Ultrasonido

El ultrasonido es un tipo de onda acústica que tiene una frecuencia de onda mucho mayor a la que podemos

percibir (aproximadamente 20.000 Hz). En la naturaleza

Ondas

Naturaleza de propagación

Medio de propagación

Dirección depropagación

mecánica electromagnética Viajera Estacionaria Transversal longitudinal