Características y parámetros físicos del sonido, presentación de Ilerna

Características y parámetros físicos del sonido

Las Ondas

Onda: Alteración que propaga energía pero no materia.

Ejemplos de ondas: - Luz visible - Ondas de radio - Rayos X - Radiación de microondas - Sonido

Las Ondas Electromagnéticas y Mecánicas

Onda: Alteración que propaga energía pero no materia.

Ejemplos de ondas: - Luz visible ¡Viajan por el vacío! 0 - Ondas de radio Ondas electromagnéticas - Rayos X - Radiación de microondas - Sonido ¡NO viajan por el vacío! Ondas mecánicas (Al ser una transferencia de energía mecánica, requieren un medio para propagarse)

Ondas mecánicas

Ondas mecánicas: Son perturbaciones de las propiedades mecánicas, densidad y presión, que generan oscilaciones locales de los átomos de un medio material, propagándose a otros átomos del medio.

particle Compression Compression Rarefaction wave @2015, Dan Russell

Características de las ondas

• Longitud de onda (A): La distancia que existe entre dos crestas correlativas.
• Amplitud (A): Distancia entre el punto de equilibrio y su punto más alejado (cresta o valle).
• Periodo (T): El tiempo que tarda una onda en completar un ciclo.
• Frecuencia (f): número de veces que se completa un ciclo en un segundo. Se mide en Herzios.
• Velocidad de propagación (v): Velocidad a la que se transmite la onda en metros por segundo (m/s).

Longitud de onda (A) st Cresta Amplitud 0 t Nodo Valle Periodo (T)

Importancia de la Amplitud y Longitud de Onda

IMPORTANTE ➔ Cuanto más corta es la amplitud, menor es la intensidad. ➔ Cuanto mayor es la amplitud, mayor es la intensidad.

IMPORTANT: ➔ Cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la frecuencia y mayor la energía. ➔ Cuanto mayor sea la longitud de onda, menor será la frecuencia y menor la energía.

Cálculo de la Velocidad y Frecuencia de Ondas

Características de las ondas: - Velocidad es igual a longitud de onda multiplicada por la frecuencia: En electromagnéticas v=1 . f

- Frecuencia y periodo son inversamente proporcionales: T = - 1 f

Desplazamiento Longitud de onda, ¿ Cresta A Distancia o tiempo Amplitud 0 A Canal Longitud de onda, À

Pulso y Tren de Ondas

Características de las ondas: @2002, Dan Russell ·Al. @2011. Dan Russell · Pulso: indica cuando solo un punto del objeto está en movimiento. · Tren de ondas: todos los puntos están en movimiento.

Tipos de ondas según su dirección de propagación

Tipos de ondas: En función de las direcciones de vibración y propagación, podemos ver diferentes tipos de ondas. Según su dirección de propagación podemos clasificarlas en:

• Ondas unidimensionales: se propagan en una única dirección.Sería el caso de la cuerda de una guitarra.
• Ondas bidimensionales: se propagan en diferentes direcciones,como sucede si dejamos caer un objeto al agua.
• Ondas tridimensionales: son ondas que se propagan en tres dimensiones,también son conocidas como ondas esféricas.

Clasificación de Ondas por Dirección de Vibración

Tipos de ondas: En función de las direcciones de vibración y propagación, podemos ver diferentes tipos de ondas. Según su dirección de vibración podemos clasificarlas en:

• Ondas longitudinales: la dirección de vibración es paralela a la dirección de propagación, como, por ejemplo, el propio sonido.
• Ondas transversales: la dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación. Un ejemplo son las ondas del agua al caer una piedra.

WW Compression Compression Rarefaction particle wave @2015, Dan Russell

Ondas Longitudinales y Transversales

Tipos de ondas: En función de las direcciones de vibración y propagación, podemos ver diferentes tipos de ondas. Según su dirección de vibración podemos clasificarlas en:

• Ondas longitudinales: la dirección de vibración es paralela a la dirección de propagación, como, por ejemplo, el propio sonido.
• Ondas transversales: la dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación. Un ejemplo son las ondas del agua al caer una piedra.

@ L. Perera

Representación de Ondas Transversales y Longitudinales

Tipos de ondas: Ondas transversales 1- X Ondas longitudinales compresión expansión Transverse Wave Longitudinal Wave

Ondas Viajeras y Estacionarias

Tipos de ondas: Además, según si la onda se propaga de forma libre o limitada, podemos encontrar:

• Ondas viajeras: Se propagan de forma libre
• Ondas estacionarias: Se propagan de forma limitada entre dos puntos.

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Fase en las ondas

Fase en las ondas: La fase indica la situación instantánea que presenta una onda en su ciclo, teniendo en cuenta el punto de inicio tomado como referencia.

Cuando dos ondas se encuentren a la vez en un mismo punto de su ciclo, diremos que están "en fase".

Por el contrario, cuando dos ondas se encuentren en dos puntos distintos de su ciclo diremos que se encuentran "desfasadas" ( o fuera de fase).

in phase meat-revieworg

Expresión del Desfase

Fase en las ondas: El desfase se puede expresar de varias formas, pero las comunes son:

• Desfase en ángulo (en grados), se representa con el símbolo o.
• Desfase en tiempo (en segundos), se representa con las letras td.

0° 90° 180° 270° 360° 90° 1 180° 0° 360º 0 8 -1 270° A B A está adelantada 90° respecto a B B está retrasada 90° respecto a A m - 1 I 90° 180° 270° 360°

Ángulos en Radianes

Fase en las ondas: Ángulos en radianes ¿Qué es un radian? El radián (símbolo: rad) es una unidad de ángulo en el Sistema Internacional de Unidades. Su medida es igual a la de un arco que recorre la longitud del radio.

π/2 v(t) W TT 0 wt 2n 0 π/2 311/2 φ 3Tī/2 1 rad r Tt rad 2T rad

Movimiento armónico simple

Movimiento armónico simple El movimiento armónico simple es el que se produce cuando el un cuerpo vibra en una trayectoria, y de una forma directamente proporcional a las fuerzas que provocan dicho desplazamiento.

Se trata del movimiento que presentan las moléculas del aire cuando vibran durante la propagación del sonido, y puede describirse mediante la siguiente fórmula:

x = Acos (wt + ()

x: desplazamiento en cuanto al punto de equilibrio. A: amplitud del movimiento. w: frecuencia angular. Ángulo recorrido durante el giro en una unidad de tiempo (rad/s). t: tiempo (s). q: fase inicial, indica el estado de vibración (rad).

"well + amplitud tiempo yt |+-periodo 2 T =5'7119 -7 1 3 4 -2-

El sonido como onda

El sonido como onda El sonido es una vibración frecuencial que se propaga a través de un medio en forma de onda longitudinal.

Por tanto, la vibración va en la misma dirección que la propagación.

Presión aumentada Presión disminuida Presión atmosférica + particle Compression Compression Rarefaction T wave @2015, Dan Russell Movimiento de las moléculas de aire asociado con el sonido Propagación del sonido

Perspectivas del Sonido

El sonido como onda Consideraremos dos perspectivas para estudiar el concepto del sonido: - Teorías fisiológicas: explican el sonido como una sensación que percibimos. - Teorías físicas: se centran en explicar el sonido como una onda que se desplaza a través de un medio elástico.

Cualidades esenciales del sonido

Cualidades esenciales del sonido Al analizar una onda sonora, tendremos en cuenta también las siguientes cualidades:

• Duración: Tiempo que se emite la onda. Nos permite distinguir si un sonido es largo o corto.
• La altura o tono: Viene determinada principalmente por la frecuencia de las ondas sonoras, y hace que diferenciemos los sonidos agudos de los graves.
• La intensidad: Viene determinada principalmente por la amplitud de la onda, y nos indica si el sonido es fuerte o suave.
• El timbre: hace que podamos distinguir la fuente de sonido, es decir, diferenciar entre una voz, un instrumento, un animal, etcétera

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El Timbre del Sonido

Cualidades esenciales del sonido: El Timbre El timbre: hace que podamos distinguir la fuente de sonido, es decir, diferenciar entre una voz, un instrumento, un animal, etcétera.

El timbre permite identificar la fuente del sonido gracias a la acción de los "armónicos", es decir, las pequeñas ondas accesorias que rodean y acompañan a la onda principal.

El timbre de cada sonido se determina por la forma final de la onda compleja que ha creado el sonido, y entran en juego factores como:

• La fuente sonora que ha originado la vibración (una lámina de metal, las cuerdas vocales, una vara de madera ... )
• El tipo de acción que ha hecho sonar esa fuente de ondas (soplar, golpear, rascar ... )
• La resonancia y complejidad de la onda generada.

Velocidad de propagación del sonido

İLERNA. 2 ٨٨٨ =Sólido Y V = VY / p Y = Módulo de Young, que mide la elasticidad expresada en N/m2. p= Densidad Líquido V = VB / p B P B= Módulo volumétrico (dificultad de comprensión de un material) p= Densidad (agua destilada 997 kg/m3 y agua de mar 1.027 kg/m3 Gas V = Vy · (P / p) Y = índice adiabático del gas (1.4 para el aire) P0 = presión normal (1atm=101325 Pa) p0 = (1.293 kg/m3) a 25℃ Con estos datos, podemos ver que la velocidad de propagación del sonido en el aire a esas condiciones es v=331 m/s.

Factores que influyen en la velocidad del sonido

Velocidad de propagación del sonido Para que exista el sonido, debe haber, por un lado, una fuente de vibración mecánica, y por otro, un medio elástico donde se produzca la perturbación.

Además, la naturaleza de este medio influyen directamente en la velocidad y características de la propagación del sonido.

De forma general, podemos considerar que el tipo de medio se clasificará en:

• Sólido: mayor velocidad
• Líquido: velocidades medias (generalmente agua)
• Gaseoso: menor velocidad (generalmente aire con 1atm y 25°℃)

Nota: Los procesos de compresión y expansión del gas por el que se propaga un sonido se consideran "procesos adiabáticos). Estos procesos se caracterizan por no intercambiar calor con su entorno.