Transcript 2. Fenómenos ondulatorios y sonido

COLEGIO ADVENTISTA DE LA SERENA
DEPTO. DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA
DOCENTE: HERNÁN ALEXIS AROS NÚÑEZ
ONDAS
Se clasifican
según su
Sus características son
Naturaleza
Dirección de
oscilación
Sentido de
propagación
Fenómenos
ondulatorios
Amplitud
Reflexión
Longitud
de onda
Refracción
Período
Difracción
Frecuencia
Transmisión
Velocidad de
propagación
Interferencia
Aprendizajes esperados
•
Reconocer el sonido como una onda.
•
Comprender las características del sonido.
•
Aplicar los fenómenos ondulatorios al sonido.
•
Aplicar los conceptos a la resolución de problemas.
Pregunta oficial PSU
Se emiten dos sonidos en un mismo medio homogéneo. Si la frecuencia de la primera
onda es la mitad que la de la segunda.
I) el período de la primera onda es el doble que el de la segunda.
II) la longitud de onda de la primera onda es la mitad que la de la segunda.
III) la rapidez de propagación de la primera onda es la mitad que la de la segunda.
Es (son) correcta(s)
A) sólo I.
B) sólo II.
C) sólo III.
D) sólo I y II.
E) sólo II y III.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2008.
1. Sonido y sus características
2. Fenómenos ondulatorios y
sonido
3. Fisiología del oído
1. Sonido y sus características
1.1 Definición
El sonido es una onda producida por un objeto material que vibra, que
se propaga por un medio (sólido, líquido o gaseoso) cuyas partículas
tienen la capacidad de vibrar (medio elástico).
Es una onda mecánica y longitudinal
Ejemplo: ¿cómo genera el sonido un diapasón?
Partículas del aire que transmiten la vibración
Brazo del diapasón que vibra
1. Sonido y sus características
1.2 Clasificación del sonido
Los sonidos pueden ser clasificados según su frecuencia de la siguiente
forma:
1. Sonido y sus características
1.3 Características del sonido
Nos permiten diferenciar un sonido de otro.
El sonido posee tres características:
- Volumen o intensidad
- Tono o altura
- Timbre
Cada una de ellas se relaciona con una característica de
la onda sonora.
1. Sonido y sus características
1.3 Características del sonido
1) Volumen o intensidad: Está relacionado con la energía que la onda sonora
transporta y, por lo tanto, con la amplitud de la onda.
Se mide en una unidad llamada decibel (dB)
Intensidad de los sonidos en [dB]
1. Sonido y sus características
1.3 Características del sonido
2) Tono o altura: Es una característica que está relacionada con la frecuencia de la
onda sonora.
Las frecuencias bajas (vibraciones lentas) producen sonidos graves.
Las frecuencias altas (vibraciones rápidas) producen sonidos agudos.
1. Sonido y sus características
1.3 Características del sonido
3) Timbre: Es una característica del sonido que permite diferenciar entre dos
sonidos de igual tono e intensidad, emitidos por dos fuentes sonoras diferentes.
Por ejemplo, un violín y una guitarra.
El timbre depende de las características constructivas del cuerpo que emite el
sonido.
Ejercicios
1. ¿Con qué característica de una onda sonora está relacionada la
Intensidad de los sonidos que escuchamos?
A) Frecuencia.
B) Amplitud.
C) Velocidad.
D) Forma.
E) Longitud de onda.
B
Ejercicio 1 guía Ondas II: Sonido y sus características
Conocimiento
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.1 Reflexión
El sonido puede reflejarse o “rebotar” al incidir sobre una superficie.
A la reflexión de una onda sonora solemos llamarla “eco”. Este se produce cuando el
sonido emitido por una persona u objeto se refleja en un medio más denso y vuelve al
emisor.
Para que el eco se escuche claramente, el emisor debe estar ubicado al menos a 17 [m] de
la superficie reflectora.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.1 Reflexión
El sonar y algunos animales utilizan el “eco” para localizarse o cazar.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.2 Refracción
Cuando el sonido pasa de un medio a otro distinto cambia su dirección de
propagación. Este fenómeno se conoce como refracción del sonido.
La desviación del sonido se relaciona con un cambio en su rapidez de
propagación, al viajar por un medio distinto.
Por ejemplo, el sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en
el aire frío, por lo que sufre refracción.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.2 Refracción
Influencia de la temperatura del aire en la refracción del sonido.
El sonido tiende a “curvarse” producto de las diferencias de temperatura en el aire. El
efecto puede llegar a ser importante para distancias grandes.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.3 Difracción
Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de
rodearlo y seguir propagándose. A este fenómeno se le denomina difracción
del sonido.
La persona B puede escuchar a la persona A, en virtud de que el sonido emitido
por A rodea el muro y llega al oído de B.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.4 Transmisión
El sonido, como toda onda, tiene la capacidad de pasar desde un medio a otro
distinto (que le permita el paso), es decir, tiene la capacidad de transmitirse.
En el aire, a mayor temperatura, el sonido viaja más rápido.
Su frecuencia permanece constante.
Medio
Rapidez de propagación
Aire
Agua
Cobre
Acero
340
1450
3700
5000
m 
 s 
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.4 Transmisión
Transmisión del sonido en una cuerda vibrante
La velocidad del sonido en una cuerda vibrante depende de la
tensión de la cuerda (T) y de la masa (m) por unidad de
longitud (L).
v
TL
m
Unidades para velocidad
m
S .I . :  
s
cm
C.G.S . :  
 s 
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.5 Interferencia
Los sonidos se pueden interferir modificándose la amplitud de la onda sonora
resultante.
En el caso de un estadio o un coro, las voces se “suman” interfiriéndose
“constructivamente”.
Un caso de interferencia destructiva es la “cancelación de ruido” mediante la
generación de un sonido de una frecuencia específica, para generar “silencio” en
los audífonos del piloto de un avión.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.6 Absorción
Es la capacidad que poseen algunos materiales para absorber ondas de sonido.
Mientras mayor capacidad de absorber sonido tiene un material, menor es su capacidad
para reflejarlo.
Un material es mejor absorbente mientras menos denso y más blando sea, como
alfombras, cortinas y espumas.
Los sonidos más agudos son absorbidos con mayor facilidad que los graves.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.6 Absorción
¿Por qué una sala de grabación casera es recubierta con cajas de huevo?
¿Por qué las salas de cine están recubiertas con alfombras y cortinas?
Una cámara anecoica es una sala especialmente diseñada para absorber el sonido que
incide sobre las paredes, el suelo y el techo, anulando los efectos de eco y reverberación.
Las salas de grabación y los cines son ejemplos de cámaras anecoicas.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.7 Resonancia
Es la vibración espontánea que experimenta un cuerpo cuando se ve afectado
por una vibración o sonido de su misma frecuencia.
La resonancia produce un “aumento en la intensidad” de los sonidos.
Los instrumentos poseen “cajas de
resonancia” para obtener mayor
volumen.
Nuestro pecho, garganta y cavidades buco - nasales
son “cajas de resonancia” naturales.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.8 Efecto Doppler
Es el cambio aparente en la frecuencia de un sonido que un observador percibe
cuando existe movimiento entre él y la fuente sonora.
¿Por qué se produce?
1. Fuente sonora acercándose: la distancia entre las ondas
de sonido disminuye. La frecuencia del sonido se percibe
mayor que la real. Se escucha el tono más agudo.
2. Fuente sonora alejándose: la distancia entre las ondas de
sonido aumenta. La frecuencia del sonido se percibe
menor que la
real. Se escucha el tono más grave.
2. Fenómenos ondulatorios y sonido
2.8 Efecto Doppler
La frecuencia aparente que percibe el receptor en el efecto Doppler se puede
calcular con la siguiente expresión:
 v s  vR 
f  f0 

 v s vF 
En el efecto Doppler percibimos un “cambio aparente en
la frecuencia” de un sonido, ya que ¡¡la frecuencia real del
sonido nunca cambia ni se modifica!!
3. Fisiología del oído
Ejercicios
19. ¿Cuál las siguientes alternativa es falsa?
A) Un sonido nos parece más agudo, cuanto mayor sea su frecuencia.
B)
C)
Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia de la bocina de un
automóvil que pasa cerca aumenta cuando éste se aproxima.
Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia de la bocina de un
automóvil que pasa cerca disminuye cuando éste se aleja.
D)
El sonido sólo se propaga en medios materiales.
E)
La frecuencia del sonido aumenta al pasar del aire al agua.
E
Ejercicio 19 guía Ondas II: Sonido y sus características
Conocimiento
Pregunta oficial PSU
Se emiten dos sonidos en un mismo medio homogéneo. Si la frecuencia de la primera
onda es la mitad que la de la segunda.
I) el período de la primera onda es el doble que el de la segunda.
II) la longitud de onda de la primera onda es la mitad que la de la segunda.
III) la rapidez de propagación de la primera onda es la mitad que la de la segunda.
Es (son) correcta(s)
A) sólo I.
B) sólo II.
C) sólo III.
D) sólo I y II.
E) sólo II y III.
A
Comprensión
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, proceso de admisión 2008, módulo común.
Síntesis de la clase
SONIDO
Producido por
cuerpo material
que vibra
Puede ser
Infrasonido
Ultrasonido
Se caracteriza por
Puede experimentar
Reflexión
Refracción
Difracción
Transmisión
Absorción
Interferencia
Resonancia
Doppler
Sonido grave
Sonido agudo
Tono o
altura
Intensidad
o Volumen
Timbre