Transcript EJEMPLO - Material de apoyo Física SAB

¿Cómo se propaga el sonido?
Cuando
el
brazo
del
diapasón se mueve hacia la
derecha produce zonas de
compresión (alta presión)
transmitiendo la vibración a
las moléculas vecinas
Cuando
el
brazo
del
diapasón se mueve hacia
la derecha, las moléculas
de aire se descomprimen.
A medida que el diapasón
continúa
vibrando
se
producen
zonas
de
compresiones
y
rarefacciones
sucesivas.
Esta
onda
se
puede
representar según sus
variaciones de presión o
densidad
Según lo anterior, podemos ver que el sonido se propaga generando
zonas de compresión y rarefacción, similar a una onda que se propaga
en un resorte
Por lo tanto, el sonido es una ONDA LONGITUDINAL
En resumen:
El sonido es una onda mecánica y longitudinal cuya
frecuencia está comprendida entre los 20 Hz y los
20.000 Hz
PROPIEDADES DEL SONIDO
1.- INTENSIDAD: Propiedad
que se relaciona con la energía
que propaga la onda sonora

Cuando
un
radiorreceptor
funciona «a todo volumen»
produce un sonido de gran
intensidad o como se dice
comúnmente «un sonido fuerte»

El tic-tac de un reloj es un
sonido de baja intensidad o
como se dice comúnmente un
«sonido débil»

El nivel de
intensidad del sonido se mide en una unidad
denominada bel (en homenaje a Alexander Graham Bell). En la
practica, un submúltiplo se esta unidad es lo que más se usa:
1 decibel (dB) = 0,1Bel.
10 decibeles = 1 Bel
EJEMPLO: La intensidad de un sonido se incrementa
de los 100 dB hasta los 120 dB. ¿Cuántas veces se
incremento la intensidad del sonido?
PROCEDIMIENTO:
1. Se determina el incremento
2. La diferencia se expresa en [Bel] (dividir por diez)
3. El incremento expresado en [Bel] es el exponente de
la potencia de base 10
RESPUESTA: La intensidad del sonido se
incremento 100 veces

La intensidad de una onda
sonoro también depende de
la distancia a la fuente
sonora:

La intensidad de una onda
sonora
es
inversamente
proporcional al cuadrado de
la distancia a la fuente
sonoro
EJEMPLO: Una persona se aleja al triple de distancia de la
fuente sonora. ¿Cuánto varia la intensidad del sonido?
2.- EL TONO:
El tono de un sonido es la cualidad
que nos permite clasificarlo como
grave o agudo

En general, los hombres tienen
voz grave, y las mujeres voz
aguda
3.- EL TIMBRE: Se tienen dos sonidos sonando simultáneamente,
con las siguientes características:
A pesar de tener dos sonidos de igual tono e intensidad; nuestro oído
puede diferenciar ambos sonidos:
¿COMO ES POSIBLE QUE NUESTRO OÍDO DISTINGA UN SONIDO
DE OTRO?
Porque ambos sonido tienen distinto «TIMBRE», propiedad que nos
permite diferenciar dos sonidos de igual tono e intensidad
ACTIVIDADES
1.- Clasifica los siguientes sonidos según su tono:
3.- Clasifica los sonidos según su intensidad, Marca una X según
corresponda:
2.- Un sonido se incrementa desde los 70 dB hasta
los 100 dB. ¿Cuántas veces varía la intensidad del
sonido?
4.- La nota DO de la escala musical tiene una
frecuencia de 264 Hz, y la nota LA, de 440 Hz:
¿Cuál de estos dos notas es más aguda? Explique
5.- ¿Puede un sonido ser grave e intenso a la vez?
¿Y agudo y débil?
6.- Una persona se aleja al doble de una fuente
sonora ¿Cuánto varía la intensidad del sonido?
RAPIDEZ DEL SONIDO
Método utilizado en el siglo XVII
1) Se tiene una distancia conocida d=20 Km
2) Se mide el tiempo transcurrido entre el fogonazo y la
llegada del sonido al punto de medición
3) Se aplica la relación v=d/t
Hoy en día se sabe que la velocidad del sonido depende varios
factores
Densidad: En los medios de mayor densidad el sonido propaga con
mayor rapidez, ya que poseen mayor numero de particulas por
unidad de volumen para propagar el sonido
Elasticidad: Capacidad de un solido de deformarse y recuperar su
forma luego de aplicada la fuerza. En los medios menor elasticidad el
sonido se propaga con mayor rapidez, ya que este transmite de
inmediato las deformaciones de la onda, propagándose rápidamente
Compresibilidad: En los líquidos y gases es la capacidad de
compresión, los líquidos y gases con menor compresibilidad tienen
sus moléculas mas juntas, por lo tanto, transmiten las ondas sonoras
rápidamente
Temperatura: Si aumenta la temperatura, aumenta la agitación
molecular de las sustancias, por lo tanto, se incrementa la rapidez de
propagación del sonido
Rapidez del sonido
en el aire
EJEMPLOS:
1.- ¿Por que resulta ser un buen método
para averiguar si se aproxima un tren?
2.- Determina la velocidad del sonido en el aire cuando su temperatura
es de:
a) 10ºC
b) 20ºC
3.- a) si la temperatura del aire es de 15 ºC. ¿Cuánto tarda una onda
sonora en recorrer una distancia de 170 m?
b) ¿Y si la temperatura ambiente es de 10 ºC?
4.- El timbre del colegio se encuentra a 100 m de la sala.
a) ¿Cuánto tarda el sonido del timbre en llegar a la sala? (t=15ºC)
b) Si la temperatura es 5 ºC ¿Cuánto tarda el sonido en llegar?
5.- Una persona se encuentra frente a un muro, emite un sonido este
llega al muro, se refleja y vuelve a la persona luego de 2,4 segundos
¿Qué distancia existe entre el muro y la persona?
EJERCICIOS
FENOMENOS ASOCIADOS AL SONIDO
1.- REFLEXION DEL SONIDO: Cuando las ondas sonoras inciden
sobre una superficie el sonido se refleja
2.- REFRACCION: Cuando una onda sonora pasa a un medio de
diferente densidad; experimenta un cambio de dirección y rapidez.
por ejemplo, una onda sonora que pasa del aire al agua
 También puede ocurrir que el mismo medio, por ejemplo el aire,
presente diferente densidades, producto de variaciones de
temperatura
Ejemplo:
3.- DIFRACCION: Ocurre cuando una onda que se propaga
encuentra un obstáculo: como un muro o un orificio
 La onda sonora rodea el muro
 Al pasar por el orificio la onda sonora se abre
4.- RESONANCIA
Todos los objetos vibran con una frecuencia característica: llamada
frecuencia natural de vibración

Esto se debe a que todos los
objetos tienen su propia forma
de
vibrar,
cuando
son
golpeados
debido
a
sus
características físicas

Todo objeto vibra con una o
varias frecuencias típicas
que dependen del material
con el cual se hizo el objeto,
la forma, como se hizo vibrar
La resonancia ocurre cuando dos
objetos tienen la misma frecuencia
natural de vibración
1. Uno de ellos se encuentra
vibrando y el otro NO
2. Entonces el que vibra provoca
que el otro vibre también

Una cantante logra romper una copa de
cristal

Un diapasón sin caja, produce un sonido
de baja intensidad, pero al unirlo a una
caja, las vibraciones se del diapasón se
transmiten a la caja y esta entra en
resonancia, produciendo un sonido mas
intenso

Lo anterior se aplica en la construcción
de instrumentos: como guitarras

También se puede afinar una guitarra,
aplicando la resonancia
4.- INTERFERENCIA: Cuando dos ondas sonoras pasan por el MISMO
PUNTO, pueden producirse:
Interferencia constructiva
En el caso de ondas sonoras
Interferencia destructiva
En el caso de las ondas
sonoras:
EJEMPLO:
6.- EFECTO DOPPLER:
 Ocurre cuando la fuente sonora está en movimiento

Es un cambio aparente en la frecuencia con la cual se recibe un
sonido, producto de un movimiento de la fuente sonora
En el caso del sonido en el aire:
Es posible determinar la frecuencia que percibe el receptor mediante
la siguiente relación:
APLICACIÓN: Sistema de control de velocidad por radar
EJEMPLO:
La sirena de un tren que se mueve con una rapidez
de 72 Km/h emite un sonido cuya frecuencia es de
1000 Hz. Si la temperatura del aire es de 20 ºC.
Determina la frecuencia que percibe una persona
en la estación, cuando el tren se:
a) Acerca
b) Aleja
EJERCICIOS