Transcript El nivel de intensidad sonora de una bocina es de 60 dB a 10 m de

- UNA ONDA SONORA SE PROPAGA CON MAYOR VELOCIDAD EN LOS
MEDIOS MÁS RÍGIDOS, POR LO QUE LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN
ES MÁS ELEVADA EN LOS SÓLIDOS QUE EN LOS LÍQUIDOS, Y ESTOS A
SU VEZ MÁS QUE EN LOS GASES.
-LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN UN GAS AUMENTA
CON LA TEMPERATURA
La velocidad del sonido en el aire (0 ºC) es de 331 m/s.
La velocidad del sonido en el aire (20 ºC) es de 340 m/s
La velocidad del sonido en el aire (100 ºC) es de 366 m/s
En el agua (25ºC) es de 1493 m/s.
En el agua de mar (25ºC) es de 1533 m/s
En la madera es de 3900 m/s.
En el acero es de 5100 m/s.
Recordemos vSONIDO  
Ejercicio:
1.- Un sonido cuya longitud de onda en el aire es de 2 m penetra en el agua, en donde se
mueve con una velocidad de 1 493 m/s. ¿Cuál es su longitud de onda en el agua?.
Justifica la respuesta. (Sol: 8.78 m)
(Hz)
PROPIEDADES DE LAS ONDAS SONORAS
-El tono- depende de la frecuencia- (agudos-graves).
-El timbre- depende de la fuente sonora que lo produce.
-La intensidad- depende de la amplitud- (fuerte-débil)
-La duración (largo-corto)
INTENSIDAD DEL SONIDO
E P
w
I   Unidad S.I.( 2 )
St S
m
La intensidad de la onda sonora decrece con la distancia al cuadrado:
I r  I 2 r2
2
1 1
2
NIVEL DE INTENSIDAD DEL SONIDO (b)
I
b  10 log
Io
UnidadS.I.  decibelio (dB)
12 W
I o  10
Intensidadumbral
2
m
SONÓMETRO DIGITAL
Ejercicios:
2.-Si se multiplica por 10 la intensidad de un sonido, ¿qué variación sufre el nivel de
intensidad del sonido?(Sol: b+10 dB)
3.- El nivel de intensidad sonora de una bocina es de 60 dB a 10 m de distancia.
Considerando la sirena un foco emisor puntual, determina:
a) La intensidad sonora a 1 km de distancia. (Sol: 10-10 w/m2).
b) El nivel de intensidad sonora a 1 km de distancia. (Sol: 20 dB).
c) La distancia a la que la sirena deja de ser audible. (Sol: 10 km).
4.- Con un sonómetro se realizan dos mediciones del nivel de intensidad sonora en las
proximidades de un foco sonoro puntual. La primera, a una distancia “x” del foco, da
como resultado 100 dB, y la segunda, realizada a 100 metros más lejos de “x” en la
misma dirección, da como resultado 80 dB. Determina:
a) Las distancias al foco desde donde se hacen las mediciones. (Sol: x = 11.1 m)
b) La potencia sonora del foco emisor. (Sol: P = 15.5 w).
5.- Una fuente sonora puntual emite con una potencia de salida de 70 w, Determina:
a) La intensidad sonora a 50 m. (Sol: 2.2 10-3 w/m2)
b) El nivel de intensidad sonora a 50 m. (Sol: 93.5 dB)
c) La distancia a la que el nivel de intensidad se reduce a 20 dB. (Sol: 236 km)
d) La distancia a la que deja de percibirse el sonido, considerando que no hay
amortiguación por pérdida de energía (Sol: 2 360 km).
6.- El tubo de escape de una moto produce un nivel de intensidad sonora de 70 dB a 5 m
de ella. Suponiendo que las ondas sonoras se propagan en frentes de onda esféricos,
determina la velocidad constante a la que debe alejarse la moto para que deje de
escucharse por completo su ruido al cabo de 7 minutos. (Sol: 135 km/h)
SENSACIÓN SONORA O SONORIDAD
7.-¿Cuál es la sonoridad de:
a) Un sonido de 80 dB a 50 Hz?
b) Un sonido de 45 dB a 5000 Hz?
80 dB
60 fonios
45 dB
50 Hz
40 fonios
5000 Hz
El eco
-Nuestro oído es capaz de distinguir dos sonidos si llegan separados por 0,1 s
o más.
- Si producimos un sonido frente a un obstáculo y el tiempo transcurrido
entre la emisión de nuestro sonido y la recepción del sonido reflejado es
mayor o igual a una décima de segundo, nuestro oído percibirá dos sonidos
distintos (eco).
Ejercicios:
8.- Un barco emite ondas sonoras con su SONAR (acrónimo de SOund Navigation And
Ranging) . El eco procedente de la reflexión del sonido en el fondo del mar se escucha
a los 4 s de ser emitido aquel. Calcula la profundidad del fondo. Dato: v(sonido agua
de mar) = 1 533m/s. (Sol: 3 066m).
9.- Una persona situada entre dos montañas oye ecos al cabo de 3.2 s y de 5 s después de
haber emitido un sonido. ¿A qué distancia se encuentra la persona de ambas
montañas?. (Sol: 544m y 850 m).
10.- ¿A qué distancia mínima se ha de encontrar un obstáculo para que
el oído humano detecte un eco?.
La reverberación
-Para que se produzca la reverberación, el obstáculo debe estar a menos de
17 m; en este caso, el sonido inicial y el reflejado se solapan, y resulta difícil
comprender el sonido emitido.
-La reverberación se produce, por ejemplo, cuando hablamos en una sala
vacía. Para disminuir la intensidad de los sonidos reflejados y mejorar la
audición de una estancia, se colocan materiales absorbentes de las ondas
sonoras, como cortinas, alfombras o butacas tapizadas, y se recubren las
paredes de corcho.
Difracción (sonido)
Hablamos de difracción cuando el sonido en lugar de seguir en la
dirección normal, se dispersa en el espacio, alrededor de un obstáculo.
La difracción se puede producir por dos motivos diferentes:
1.- porque una onda sonora encuentra a su paso un pequeño obstáculo y
lo rodea.
2.- porque una onda sonora topa con un pequeño agujero y lo atraviesa.
11.- ¿Qué ondas sonoras se difractan mejor, las de frecuencias altas o
las de frecuencias bajas?. ¿Por qué?.
EFECTO DOPPLER:
EFECTO DOPPLER (ejemplo).wmv
Cambio de la frecuencia y de la longitud de onda de emisión de un
sonido, producido por el movimiento relativo entre el foco (F) y el
receptor (R).
- Cuando F se acerca a R, la frecuencia del sonido percibida por R
aumenta (o la longitud de onda disminuye).
- Cuando F se aleja de R, la frecuencia del sonido percibida por R
disminuye ( o la longitud de onda aumenta).
F y R en reposo
F
F y R acercándose
R
F
R
F y R se acercan:
 R   F

R  F
F y R se alejan:
vF
vF

 R   F

R  F
F
F
R
ECUACIONES EFECTO DOPLER
R
F
v  vR
1)

 R  F
v  vR v  vF
v  vF
1 v  vR
2) Como  


R F v  v F
1
1
“v” es la velocidad del sonido en el medio correspondiente
Efecto Doppler(comico).wmv.
BARRERA DEL SONIDO Y ONDAS DE CHOQUE
“ la fuente de onda “ persigue a los frentes de
onda generados por ella misma”
Barrera del sonido
Ondas de CHOQUE
Cuando el móvil supera la velocidad del
sonido se produce un estampido
debido a la compresión a que está
sometido el aire
Ejercicios:
12.- Un tren pasa por una estación a una velocidad de 90 km por hora. La frecuencia del silbato
del tren es 1320 Hz. ¿Qué frecuencia percibirá una persona en el andén de la estación
cuando el tren se acerca y cuando el tren se aleja? Suponemos que la velocidad del sonido
es de 340 m/s. (Sol: al acercarse 1424.8 Hz;; al alejarse 1229.6 Hz)
13.- La sirena de una ambulancia que viaja a 110 km/h emite un sonido intermitente de 400 Hz
de frecuencia. Calcula la frecuencia que percibe un pasajero de un autocar que viaja en
sentido contrario a 100 km/h cuando:
a) Se aproxima hacia la ambulancia. (Sol: 475 Hz).
b) Se aleja de la ambulancia después de cruzarse. (Sol: 337 Hz).
14.- Un coche que circula a 120 km/h adelanta a otro que va a 90 km/h, haciendo sonar su
claxon. Si la frecuencia de la bocina es de 480 Hz, halla la que percibe el conductor
adelantado antes y después de ser adelantado. (Sol: antes 493 Hz;; después 469.3 Hz)
15.-Un observador en reposo percibe que la frecuencia del claxon de un vehículo que se acerca
disminuye su frecuencia en un 18% después de pasar por delante de él. Si la velocidad de
propagación del sonido en esas condiciones es de 340 m/s, determina la velocidad a la que
se mueve el vehículo. (Sol: 33.6 m/s)
Ejercicios:
16.- Un coche A se desplaza a velocidad constante desconocida. Otro vehículo B se acerca por
detrás al primero con velocidad constante pero superior a la del coche A. Determina ambas
velocidades si conocemos que la bocina del vehículo B emite un sonido con una
frecuencia de 400 Hz, y el coche A capta, cuando B se acerca un sonido de frecuencia
426 Hz y, cuando se aleja, un sonido de 379 Hz.. (Sol: vB = 36.17 m/s;; vA = 16.42 m/s).
17.-
Datos: 1 GHz = 109 Hz ;; c = 3 108 m/s
Superposición de onda emitida y captada por el radar: D   (captada) –  (emitida)
(Sol: 79.1 km/h)
18.- Un submarino francés y otro británico se desplazan el uno hacia el otro durante una
maniobras militares. El submarino francés navega a 50 km/h y el británico a 70 km/h. El
submarino francés emite una señal de sónar de 1000 Hz. Las ondas de SONAR viajan a
5470 km/h.
a) ¿Cuál es la frecuencia detectada por el submarino británico?. (Sol: 1022.14 Hz)
b) La señal emitida por el submarino francés se refleja en el británico y es detectada por el
primero. ¿Cuál es la frecuencia detectada por el submarino francés?. (Sol: 1044.85 Hz)