Física

Presentado por :

Juliana Morera

Johana Herrera

EL SONIDO

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El sonido

• El sonido, desde el punto de vista

físico, es una onda longitudinal que

se propaga en un medio elástico

(aire, agua o sólidos).

• Es producido por las fluctuaciones

de la presión del aire, debidas a la

oscilación de un objeto a

determinada frecuencia.

• La frecuencia de vibración se hace

audible a los 200 Hz (infrasonido)

y deja de percibirse cuando la

frecuencia es superior a 200 000

Hz (ultrasonido).

http://videos.howstuffworks.com/tlc/29843-understanding-sound-waves-video.htm

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Generadores de sonido

Cuerdas vocalesParlantes

Instrumentos musicales

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• En el caso de los tubos de aire, el

extremo cerrado corresponde a un

Nodo, mientras que el abierto, a un

antinodo.

Ondas longitudinales

1

vf

2L

2 1f 2 f

1° armónico

2° armónico

n

vf n

4L

n = 1,3,5,7,9,

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Rapidez del sonido en varios medios

materiales

Rapidez de las ondas sonoras

• La rapidez de una onda sonora en un

fluido depende del módulo de volumen

B y la densidad del fluido :

• Si el fluido es un gas ideal, la rapidez se

expresa en términos de la temperatura

T, la masa molar M y la razón de

capacidades caloríficas de un gas:

• La rapidez de las ondas sonoras en una

varilla sólida depende de la densidad

del material y el módulo de Young Y:

RTv

M

Bv

Yv

Medio v (m/s)

Aire(0 C) 331

Aire (20°C) 343

Hidrógeno (0°C) 1 286

Agua (25°C) 1 500

Mercurio 1 400

Aluminio 5 100

Cobre 3 560

Acero 5 130

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Percepción del sonido• A una frecuencia dada, cuando mayor

sea la amplitud de la onda sonora

(amplitud de presión), mayor será el

volumen percibido.

• La frecuencia de una onda sonora

determina el tono: agudo (frecuencias

altas) y graves (frecuencias bajas)

• El timbre distingue entre dos tonos

que pueden ser iguales pero que

contiene diferente cantidad de

armónicos.

• El timbre se pone de manifiesto con

analizadores de Fourier.

Clarinete, f1 = 233 Hz

Flauta dulce, f1 = 523 Hz

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Difracción e interferencia de

ondas• Las ondas son capaces de traspasar

orificios y bordear obstáculos

interpuestos en su camino. Así, cuando

una fuente de ondas alcanza una placa

con un orificio o rendija central, cada

punto de la porción del frente de ondas

limitado por la rendija se convierte en

foco emisor de ondas secundarias todas

de idéntica frecuencia (Principio de

Huygens). Los focos secundarios que

corresponden a los extremos de la

abertura generan ondas que son las

responsables de que el haz se abra tras

la rendija y bordee sus esquinas. La

desviación de las ondas de su

trayectoria original se conoce como

difracción.

• En los puntos intermedios se produce

superposiciones de las ondas

secundarias que dan lugar a zonas de

intensidad máxima y de intensidad

mínima típicas de los fenómenos de

interferencias.

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Intensidad del sonido

• Se define la Intensidad (I) como la

energía transportada por unidad de

tiempo a través de la unidad de área de

una superficie perpendicular a la

dirección de propagación de la onda, y

se mide en W/m2.

• Si la potencia de la fuente puntual es P,

la intensidad media I1 sobre una

superficie esférica de radio r1 es:

• La intensidad media I2 sobre una

superficie esférica de radio mayor r2

debe ser menor.

Intensidad I1

r1

1 2

1

PI

4 r

Fuente de las ondas

I2 < I1: misma

potencia distribuida

en un área mayor

r2

2 2

11 2

2 2

2 2 1

P 4 rI r

I P 4 r r

GRACIAS

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