Vibraciones y sonido
Integrantes:
•Juan Carlos Meza
•Victor San Juan
•Fernando Villan
Profesor: Julio Naranjo
Vibraciones y sonido
• Los sonidos siempre se originan en un cuerpo (sólido,
líquido o gas) que vibra y transmite esta vibración a los
objetos con los que están haciendo contacto.
• Podemos clasificar los objetos que vibran en: cuerdas,
láminas y cavidades, aun cuando muchas veces los
sonidos que escuchamos provienen simultáneamente de
estas tres fuentes.
Características de los sonidos
• Altura: corresponde físicamente a la frecuencia de la vibración,
• Intensidad: corresponde a la amplitud de la vibración. Se mide en
decibeles dB.
• Timbre: corresponde a la forma de la vibración.
•
Frecuencia (f): N° de oscilaciones que realiza por unidad de
tiempo
•
Período de la oscilación (T): tiempo que tarda un péndulo en
realizar una oscilación completa, es decir, en ir y volver.
• Timbre: permite distinguir la voz de dos personas, o
diferentes instrumentos que emiten una misma nota
musical. Por ejemplo
Velocidad del sonido:
Depende del medio y sus propiedades.
A temperatura ambiente media la velocidad es 340m/s
Fenómenos ondulatorios asociados al sonido
• a) Transmisión.
No solo se propaga por el aire, también por otros medios materiales:
madera, agua, concreto, acero, etc. y lo hace con distintas velocidades.
Mientras más denso es el medio, con mayor rapidez se propaga el sonido.
EJ:
En el agua (20° C) es de unos 1500 m/s
En el acero de unos 5050 m/s.
En el vacío, como no hay nada que pueda vibrar, el sonido no se propaga.
Fenómenos ondulatorios asociados al sonido
b) Reflexión y absorción.
Un caso conocido por todos es el eco. se produce cuando el sonido
que viaja por el aire llega a un material muy denso, como una roca o
un muro de concreto, que absorben muy mal el sonido. Ocurre lo
contrario con la tela de una cortina o a un muro tapizado de corcho,
materiales que lo absorben muy bien.
Ej:
Se oye distinto cuando estamos en una habitación vacía (sin muebles,
cortinas ni alfombras) en comparación a cuando no lo está.
Fenómenos ondulatorios asociados al sonido
• c) Interferencia: Se produce cuando se superponen 2 o mas ondas
con igual o similar amplitud, frecuencia y longitud de ondas
• d) Efecto Doppler: Cuando una fuente emisora de sonido se
mueve respecto de nosotros (ambulancia tocando la sirena,
automóvil o tren) percibimos una frecuencia más alta (agudo),
cuando se aproxima a nosotros y más baja (grave), cuando se aleja
Fenómenos ondulatorios asociados al sonido
e) Resonancia.
Refuerzo de la amplitud de vibracion de un cuerpo por el acoplamiento
d otra vibración de frecuencia similar.
Si enfrentas las cavidades de dos guitarras bien afinadas podrás
constatar visual y auditivamente que al hacer vibrar una cuerda
cualquiera en una de ellas, en la otra empezará a vibrar la misma
cuerda. cada objeto posee una frecuencia natural de vibración. Ahora,
si un objeto vibra y cerca de él hay otro que posee la misma frecuencia
natural, también empezará a vibrar.
f) Difracción
es un fenómeno característico de las ondas que consiste en la
dispersión y curvado aparente de las ondas cuando encuentran un
obstáculo
Los sonidos que nosotros oímos corresponden a ondas
longitudinales,
• Amplitud (A)
• Longitud de onda lambda (l).
V = lf
Por ejemplo, en el aire los sonidos se propagan con una
velocidad de 340 m/s.
Un sonido de 100 hertz tendrá una longitud de onda de
3,4 metros, y un sonido de 2.000 hertz una de 0,17
metros (17 centímetros).
Espectro sonoro.
El oído
• El oído se divide en tres partes: el oído externo, el oído medio y el
oído interno.
Audición: percepción de las ondas sonoras que se propagan por el
espacio.
Estas ondas son captadas, por nuestras orejas, que las transmiten por
los conductos auditivos externos hasta que chocan con el tímpano,
haciéndolo vibrar. Estas vibraciones generan movimientos oscilantes en
la cadena de huesecillos del oído medio (martillo, yunque y estribo), los
que son conducidos hasta el perilinfa del caracol. Aquí las ondas
mueven los cilios de las células nerviosas del Órgano de Corti donde las
vibraciones se transforman en impulsos nerviosos, que son conducidos,
finalmente, a la corteza cerebral, en donde se interpretan como
sensaciones auditivas.
Ejercicios
1) El sonido se propaga,
a)
con mayor velocidad que la luz
b)
con menor velocidad que la luz*
c)
con igual velocidad que la luz
d)
no se propaga.
e)
Ninguna de las anteriores.
Respuesta
•
R. B, La velocidad del Sonido es de 340 m/s y
la velocidad de la luz es de 300 Km./s
aproximadamente. Por lo tanto El sonido se
propaga a menor velocidad que la Luz.
2) Un trueno se escucha tres segundos después que aparece
el relámpago. El rayo tuvo lugar a una distancia de
a)
113,3 m
b)
1,02 km*
c)
100,000 km
d)
882,35 km.
e)
Ninguna de las anteriores
Respuesta
•
R. B, La Velocidad del Sonido es de 340 m/s ,
y aplicando la Formula de Velocidad:
V=d/t  d=Vx3
d = 340 x 3
d = 1.02 KM
3) El sonido producido por un objeto que vibra depende de muchos
factores.
¿A qué se debe que el sonido producido por un objeto lo percibamos
más o menos agudo?
a)
b)
c)
d)
A la amplitud de la vibración.
A la forma que posee el objeto.
A el o los materiales de que está hecho el objeto.
A la velocidad con que salen de él los sonidos.
e)
A la frecuencia con que vibra.
Respuesta
• R. E, A la frecuencia con que vibra.
4) Determine cuál(es) afirmacion(es) es(son)
verdadera(s)
I. La velocidad de propagación del sonido es menor en
los sólidos que en los líquidos
II. La unidad de medida de la intensidad sonora es el Bel
III. El tono es una propiedad del sonido que depende de
la frecuencia
a)
b)
c)
d)
e)
Solo I
Solo II
Solo III
Todas las anteriores
Ninguna de las anteriores
Respuesta
•
R. C, Por que es falso decir que la intensidad
del sonido se mide el Bel, ya que la unidad de
medida correcta es decibel (dB). También es
falso decir que el sonido se propaga con
mayor velocidad por los líquidos que por los
sólidos, ya que la velocidad de propagación es
mas grande, mientras mas denso sea el
medio.
5) El efecto Doppler es aplicable
a)
solamente a la luz
b)
solamente al sonido
c)
solamente a la luz y al sonido
d)
a todas las ondas
e)
ninguna de las anteriores
Respuesta
•
R. D, El efecto Doppler no solo ocurre con el
sonido, sino también con cualquier tipo de
onda, incluso con la luz.
6) Se afirma lo siguiente:
I El sonido es una onda electromagnética
II La luz es una onda mecánica
III El sonido es una onda longitudinal
a)
Es (son) correcta (s)
b)
sólo I
c)
sólo II
d)
sólo III
e)
Todas
f)
ninguna de las anteriores
Respuesta
•
R. C, El sonido es una onda mecánica y
longitudinal. Y La luz una onda
Electromagnética.
7) Resulta sencillo calcular la longitud de onda de una onda si se conoce
a)
la velocidad de propagación y la amplitud de la onda
b)
la velocidad de propagación y la frecuencia de vibración
c)
la frecuencia de vibración y la amplitud de la onda
d)
la frecuencia de vibración y el período de vibración
e)
ninguna de las anteriores
Respuesta
•
R. B, Según la Formula :
Por lo tanto, los datos necesarios para calcular
la longitud de una onda son la velocidad y su
frecuencia.
8) La velocidad del sonido en el agua es aproximadamente 4 veces
mayor que con la que se propaga en el aire. Si un sonido de
frecuencia 500 Hz se refracta desde el aire al agua, entonces en
forma aproximada:
a)
aumenta su frecuencia cuatro veces.
b)
disminuye su frecuencia a la cuarta parte.
c)
aumenta su período cuatro veces.
d)
aumenta su longitud cuarto veces.
e)
disminuye su longitud de onda a la cuarta parte.
Respuesta
•
R. D, Según la Formula:
Deducimos, que al aumentar la velocidad,
también aumentara la longitud de onda.
9) ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son)
correcta(s)?
I. En las ondas longitudinales las partículas oscilan en la
misma dirección que la propagación de la onda
II. El sonido es un ejemplo de onda transversal
III. Las ondas electromagnéticas son transversales
a) Sólo I
b) Sólo II
c) Sólo I y II
d) Sólo I y III
e) I, II y III
Respuesta
• R. D, Sólo I y III, ya que la alternativa falsa es la
II, que dice:
“El sonido es un ejemplo de onda transversal”.
Es falsa ya que el sonido es una onda longitudinal.
10) La velocidad de las ondas en una cuerda vibrante es de 80
m/seg.
¿cuál es la longitud de onda de la cuerda si su frecuencia
fundamental es de 40 Hz?
a)
b)
c)
d)
e)
1m
2m
3m
4m
5m
Respuesta
• R. B, si la velocidad de la onda es de 80
m/s y su frecuencia es de 40 Hz, por lo
tanto para obtener la longitud de onda es
necesario usar la siguiente formula.
V = Longitud X f
80 = 40 X longitud
80 / 40 = Longitud
2 m = Longitud
FIN
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