1 Conceptos básicos:

Vibración: es el movimiento de las partículas de un cuerpo, provocando una oscilación alrededor del punto de equilibrio.Vibraciones periódicas: vibraciones que se caracterizan por reiterarse a intervalos iguales de tiempo (ej.: cuerda de la guitarra al oscilar, un diapasón al ser golpeado, la membrana de un parlante).Fuentes de vibración: las vibraciones u oscilaciones que generan sonido pueden ocurrir en diferentes medios (laminas, cuerdas, cavidades).Perturbación: es la alteración del equilibrio de un objeto, superficie, etc.Punto de equilibrio: es el punto cero de una superficie u objeto, que puede ser perturbado, provocando así una oscilación.Sonido: el sonido se produce cuando un cuerpo vibra muy rápidamente. Es un tipo de onda que se propaga a través de un medio material (Onda mecánica longitudinal)

2. Método científico:

Identificación del problema Información sobre el tema de estudio (se realiza una investigación externa)Planteamiento de la hipótesisVerificación de la hipótesisFormulación de un plan de trabajoExperimentaciónAnálisis de los resultadosConclusiones

3. Caracterización de una onda y sus magnitudes básicas

Longitud de onda: (λ) equivale a la distancia entre dos puntos iguales sucesivos de la onda. En ondas transversales, la longitud de onda es la distancia entre dos montes o dos valles. Valle: es la zona que está debajo de la posición de equilibrio.Monte: es la zona que está arriba de la posición de equilibrio.Cresta: es el punto más alto de un monte.Posición de equilibrio: es el punto medio de la ondaAmplitud: (A) es la elongación máxima que alcanza la onda.Periodo: se conforma de un monte y de un valle.Frecuencia: Indica la cantidad de veces que la longitud completa pasa por un punto dado en un segundo. Se expresa en ciclos/segundos=hertz(Hz)Velocidad de propagación: la velocidad de propagación de una onda depende del material por el cual se esté propagando la onda, y de sus propiedades, por ejemplo, el sonido se propaga a mayor velocidad en

sólidos que en el aire. La rapidez de propagación de una onda da la razón de cambio entre la distancia

recorrida y el tiempo.

V = λ x f. Donde la rapidez (V) se mide en m/s, la longitud de onda (λ) se mide en metros y la frecuencia (f) en Hz.

4. Tipos de ondas:

Según su sentido de propagación

Longitudinales: La propagación es paralela a la propagación.Transversales: La propagación es perpendicular a la vibración.

Según su dirección de oscilación

Viajeras: Son ondas que viajan a través del tiempo, y pueden ser infinitas.Estacionarias: Son ondas que se reflejan y vuelven a punto de inicio.

Según su medio de propagación

Mecánicas: son ondas que necesitan propagarse a través de materia (ej. El sonido).Electromagnéticas: son ondas que se propagan a través del vacío (ej. La luz)

5. Propiedades de las ondas

Difracción: Si la onda o sonido, encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de rodearlo y seguir propagándose. Refracción: Cuando una onda pasa de un medio a otro, se produce refracción. La desviación de la onda se relaciona con la rapidez de propagación en el medio.Reflexión: Es una propiedad característica del sonido, que algunas veces llamamos eco. 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.Interferencia: Constructiva: dos ondas de la misma frecuencia se entrecruzan, convirtiéndose en una onda de mayor

amplitud.

Destructiva: dos ondas de la misma frecuencia están defesadas, resultando una onda nula.

6. Fórmulas

V = λ * f (velocidad se obtiene multiplicando lambda por frecuencia)f = 1/T (la frecuencia se obtiene dividiendo 1 por T, o periodo)T = 1/f (el periodo se obtiene dividiendo 1 por frecuencia)

7. El decibel

El decibel es la unidad de medida más conocida para medir la intensidad del sonido.La escala del decibel es comprimida, de manera que un sonido de 20db es 100 veces más intenso que uno de 10db, y uno de 30db es 1000 veces más intenso que uno de 10db.La intensidad del sonido se mide con un sonómetro.La intensidad de un sonido disminuye con la distancia.

Difracció

Reflexión

Refracción

Ej.

Sonidos Nivel Sonoro (db)Respiración 10Murmullo 20Biblioteca 40Conversación normal 60Concierto de Rock 100-110Despegue de un Avión 120

8. Onda estacionaria: Modos de oscilación y cambios en los sonidos

Modo de vibración: los modos de vibración, por ejemplo, en una cuerda, son las diversas formas en que ella puede vibrar, generando ondas estacionarias. En cada modo de vibración la cuerda adopta una forma específica y emite un sonido característico dado por la frecuencia con la que vibra.Modo fundamental: Es la frecuencia mínima de vibración capaz de generar una onda estacionaria. Por ejemplo, cuando una cuerda vibra con dicha frecuencia se dice que ha establecido su modo fundamental de frecuencia.Armónicos: (o parciales) la frecuencia de los demás modos de vibración son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.

9. Onda Estacionaria: Nodos y Antinodos

La cantidad de nodos y antinodos en una onda estacionaria varía dependiendo de la tensión y de la longitud de onda de la cuerda; mientras más grave es el sonido, menor es la cantidad de nodos, y viceversa. Nodo: Puntos de la cuerda que permanecen en reposo sin vibrar.Antinodo: Puntos de la cuerda que vibran con máxima amplitud

10. Resonancia

La frecuencia a la que un objeto vibra de manera natural se llama su frecuencia de resonancia, si un sonido que posea esa frecuencia se emite en las proximidades de un objeto, este capta la energía de la onda sonora y vibra de manera natural produciéndose la resonancia.Ej.: Cuando la música suena alta en una habitación, determinadas notas harán que resuene un objeto situado cerca de los parlantes. Una copa de cristal se puede romper si un cantante es capaz de emitir un sonido de frecuencia igual a la frecuencia natural de la copa.En resumen, un cuerpo vibra por resonancia cuando llegan a él vibraciones de frecuencia igual a la propia vibración del cuerpo.La resonancia se produce cuando dos o más cuerpos pasan a oscilar a la vez bajo la acción de fuerzas

exteriores relativamente

débiles, las cuales actúan de modo periódico sobre los cuerpos oscilantes con un periodo de oscilación que coincide con el de ellos. En estado de resonancia los

cuerpos acumulan una energía tal que en determinadas condiciones incluso puede llegar a tener efectos destructivos. Ej. El columpio.

11. Efecto Doppler

Cuando una fuente de sonido se acerca o aleja de un observador, el tono del sonido percibido varía, a este fenómeno se le conoce como efecto Doppler.Un claro ejemplo es la sirena de una ambulancia, cuando se acerca, el observador percibe las ondas sonoras con una mayor frecuencia, por lo tanto, con un tono más agudo; en cambio, cuando la ambulancia se aleja, el observador percibe las ondas sonoras con una mayor frecuencia, por lo tanto, con un tono más grave.

OBSERVADOR

12. Espectro Sonoro

No todos los sonidos pueden ser percibidos por el oído humano, ya que nosotros sólo percibimos ondas sonoras de 20 a 20.000hz. Existen tres tipos de espectros sonoros, el infrasonido, el sonido, y el ultrasonido.Infrasonido: No somos capaces de percibirlos. Son sonidos de 0 a 20hz.Sonido: Sonidos de 20 a 20.000hz, somos capaces de percibirlos.

Ultrasonidos: Sonidos superiores a 20.000hz, no somos capaces de percibirlos.

Aplicaciones del ultrasonido en medicina:

Ecografía: las ondas de alta frecuencia son enviadas hacia el interior del cuerpo, donde se reflejan en el órgano o estructura a observar, y son recibidas en una pantalla donde se observa

la imagen.