Podemos definir el sonido como una
sensación auditiva que está producida por la
vibración de algún objeto. Estas vibraciones
son captadas por nuestro oído y
transformadas en impulsos nerviosos que se
mandan a nuestro cerebro.
El sonido es un fenómeno físico asociado a la
propagación de una onda elástica en un
medio continuo como el aire, un sólido o un
líquido
 llamado así por Christian Doppler consiste en la variación
de la longitud de onda de cualquier tipo de onda emitida o
recibida por un objeto en movimiento. Doppler propuso
este efecto en 1842 Es preciso ver que ocurre cuando la
fuente emisora está en reposo y cuando se mueve cada vez
más rápida. Conviene hacer varias simulaciones con
distintas velocidades de la fuente sonora para apreciar que
forma tiene los distintos frentes de onda.
ECUACION
 La frecuencia que percibirá el observador se puede hallar de
la siguiente relación:
 Donde :
 Fº=Ff v +-vº/v +- vf
 fo = frecuencia del observador
ff = frecuencia de la fuente
v = velocidad del sonido
vf = velocidad de la fuente
 los velocidades vo y vf son positivas si hay acercamiento y
son negativas si se alejan.
EFECTO DOPPLER RELATIVISTA
 En física, el efecto Doppler relativista es el cambio observado en la frecuencia
de la luz procedente de una fuente en movimiento relativo con respecto al
observador. El efecto Doppler relativista es distinto del efecto Doppler de otro
tipo de ondas como el sonido debido a que la velocidad de la luz es constante
para cualquier observador independientemente de su estado de movimiento.
 La luz también está sujeta al efecto Doppler. Cuando una fuente de luz se
aproxima aumenta la frecuencia medida, y cuando la fuente se aleja disminuye
su frecuencia. El aumento de frecuencia se conoce como desplazamiento hacia
el azul, porque el incremento se produce hacia el extremo de altas frecuencias,
o azul, del espectro de la luz visible. Una disminución de la frecuencia se
describe como un desplazamiento hacia el rojo, en referencia al extremo de
bajas frecuencias, o rojo, del espectro
posiciones

En primer lugar, vamos a observar el fenómeno, y después obtendremos la fórmula que relaciona la frecuencia
de las ondas observadas con la frecuencia de las ondas emitidas, la velocidad de propagación de las ondas vs,
la velocidad del emisor vE y la velocidad del observador vO.
 El observador en reposo



Empezamos por el caso más sencillo, en el que el observador está en reposo, a la izquierda o a la derecha del emisor de
ondas. Vamos a estudiar diversas situaciones dependiendo de la velocidad del emisor.
Recordaremos que en el estudio de las del movimiento ondulatorio armónico, se estableció la relación entre longitud
de onda y periodo, l =vsP.
El emisor está en reposo (vE=0)
Cuando el emisor está en movimiento (vE<vs)
 Consideramos primero el caso de que la velocidad del emisor vE sea menor que la velocidad de
propagación de las ondas en el medio vs (vE<1).
Si el movimiento del emisor va de izquierda a derecha (velocidades positivas), la
longitud de onda medida por el observador situado a la derecha es más pequeña
que la unidad, y la longitud de onda medida por el observador situado a la
izquierda del emisor es mayor que la unidad. Si el emisor emite ondas sonoras,
el sonido escuchado por el observador situado a la derecha del emisor, será más
agudo y el sonido escuchado por el observador situado a la izquierda será más
grave. En otras palabras, cuando el emisor se acerca al observador, éste escucha
un sonido más agudo, cuando el emisor se aleja del observador, éste escucha un
sonido más grave.
Cuando el emisor está en movimiento (vE=vs)
Cuando la velocidad del emisor vE sea igual que la velocidad de propagación de
las ondas en el medio vs (vE=1), la longitud de onda medida por el observador
situado a la derecha del emisor es cero.
Cuando el emisor está en movimiento (vE>vs)
Cuando la velocidad del emisor vE sea mayor que la velocidad de propagación de
las ondas en el medio vs (vE>1), el movimiento ondulatorio resultante es entonces
una onda cónica (la envolvente de los sucesivos frentes de onda es un cono con el
vértice en el emisor), esta onda se llama onda de Mach u onda de choque, y no es
más que el sonido repentino y violento que oímos cuando un avión supersónico
pasa cerca de nosotros
ejemplo
 Imagina un insecto que agita las patas mientras flota
en medio de un charco tranquilo. Supón que el insecto
no avanza, sino que sólo remueve el agua en una
posición fija. Las crestas de las ondas que el insecto
produce son círculos concéntricos porque la rapidez de
las ondas es igual en todas direcciones. Si el insecto
sube y baja en el agua con una frecuencia constante, la
distancia entre dos crestas sucesivas (la longitud de
onda) es la misma para todas las ondas.
Supón ahora que el insecto se desplaza en el agua con
una rapidez menor que la rapidez de la onda.
Ejemplo
El insecto persigue en efecto una parte de las crestas que produce. El patrón ondulatorio
se deforma y deja de ser concéntrico. El centro de la cresta exterior se formó cuando el
insecto estaba en el centro de ese círculo. El centro de la cresta inmediata posterior se
formó cuando el insecto estaba en el centro de ese círculo, y así sucesivamente. Los
centros de las crestas circulares se desplazan en la misma dirección que el insecto.
una onda de choque es una onda de presión fuerte que a través de
explosiones u otros fenómenos produce diferencias de presión extremas. La
onda de presión se desplaza como onda de frente por el medio.
Ondas de choque progresivas
•Explosiones, como por ejemplo de bombas que con sus ondas pueden mover
objetos y destruirlos. Para esas ondas de detonación existen modelos
matemáticos empíricos y teoréticos exactos.
•Los aviones supersónicos provocan ondas de choque al volar por encima de
régimen transónico (M > 0,8) pues aparecen zonas donde el aire supera la
velocidad del sonido localmente, por ejemplo sobre el perfil del ala, aunque el
propio avión no viaje a M > 1.
•Meteoritos que entran en la atmósfera producen ondas de choque. El aumento de
temperatura producido por la onda de choque es la responsable de que se vean los
meteoros
•En los alrededores del canal del relámpago hay un aire muy caliente que, con ondas
de choque, produce el trueno en tormentas. Es decir que es como una explosión a lo
largo del canal del relámpago. Debido a las fluctuaciones irregulares que influyen el
camino de las ondas, no solo se oye un golpe sino una serie de más o menos golpes
fuertes en una distancia lejana.
•En el medio interestelar las ondas de choque pueden ser provocadas por
Supernovas o por nubes de gas y de polvo al ser atravesadas por cuerpos en
movimiento (Bow Shock, en inglés). Se pueden observar gracias a los Rayos X.
Ondas de choque estáticas
•Los límites de la Magnetosfera de la Tierra son señalados como ondas de choque.
En esa frontera las partículas del viento solar son frenadas abruptamente. Como la
velocidad media de esas partículas es relativamente más grande que la velocidad
del sonido en este medio se producen ondas de choque.
•En los propulsores de los cohetes pueden aparecer ondas de choque si han sido
mal diseñados. Esas ondas pueden causar la destrucción del cohete, por lo que
deben ser amortiguadas.
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