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La física del sonido
Mª Rocío Calero Fernández-Cortés
Asignatura: Metodología científica y aprendizaje de la Física y Química
Curso: 2015/16
Centro: Facultad de Ciencias (Universidad de Extremadura)
Índice
1. A quién va dirigida esta clase
2. ¿Qué es una onda?
3. Clasificación de las ondas
4. ¿Qué es el sonido?
5. Preguntas de enfoque
1. A quién va dirigida esta clase
● Alumnos de 2º Bachillerato
● Asignatura: Física II (2º ó 3º trimestre)
● Temario relacionado (contenidos LOMCE):
▪ Bloque 3: Interacción electromagnética
- Campo eléctrico/magnético
▪ Bloque 4: Ondas
- Clasificación de las ondas y magnitudes que las caracterizan
-
Ecuación de las ondas armónicas
Energía e intensidad de una onda
Ondas transversales en una cuerda
Ondas longitudinales. El sonido
Energía e intensidad de las ondas sonoras.
2. ¿Qué es una onda?
Una onda es una perturbación que se propaga en un medio
Cresta : punto de máxima amplitud
A : amplitud (m) → distancia entre
una cresta y el punto medio de la onda
Valle : punto más bajo de la onda
Nodo : punto donde 𝐴 = 0
𝜆 : Longitud de onda (m) → distancia consecutiva entre dos crestas
T : período (s) → tiempo que tarda en ir la onda desde una cresta a otra
1
f : frecuencia (Hz)→ nº de veces que se repite la vibración → 𝑓 = 𝑇
3. Clasificación de las ondas
Según el medio de propagación
Ondas mecánicas
Sí necesitan un medio
para propagarse
▪ Sólido: vibración en una cuerda
▪ Líquido: ondas en un estanque
▪ Gas (aire): el sonido (ondas sonoras)
Ondas electromagnéticas
No necesitan un medio
para propagarse
▪ Vacío: luz visible, ondas de radio,
microondas, infrarrojo, ultravioleta,
rayos X, rayos gamma
Espectro electromagnético
3. Clasificación de las ondas
Según el movimiento de las partículas
Ondas longitudinales
Ondas transversales
Dirección de propagación
paralela
dirección de la perturbación
Dirección de propagación
perpendicular
dirección de la perturbación
▪ Ondas elásticas (mecánicas)
- Ondas sísmicas
- Ondas sonoras (aire/agua)
▪ Ondas mecánicas (existe vibración)
▪ Ondas longitudinales (no existe
vibración, pero E ⊥ B)
3. Clasificación de las ondas
Según la dimensión de propagación
Ondas
unidimensionales
▪ Ondas mecánicas
Ondas
bidimensionales
Ondas
tridimensionales
ondas superficiales
ondas esféricas
▪ Ondas mecánicas
▪ Ondas sonoras
▪ Ondas electromagnéticas
4. ¿Qué es el sonido?
Sonido → fenómeno que se propaga a través de un medio elástico
aire
agua
otros
vacío
ondas elásticas (mecánicas)
ondas sonoras
Desplazamiento de porciones de
aire en el sentido de
desplazamiento de la onda
transporte de energía √
transporte de materia ×
ondas longitudinales
4. ¿Qué es el sonido?
ondas sonoras
Sensaciones auditivas
Oído humano: (20 – 20.000) Hz
>
<
Mayor frecuencia: sonido más agudo
infrasónicas
ultrásónicas
Menor frecuencia: sonido más grave
(330-340) m/s
Velocidad del
sonido
medio
𝑣𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 > 𝑣𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 > 𝑣𝑔𝑎𝑠
(depende de la
temperatura)
5. Preguntas de enfoque
Piensa…
1.
¿Cómo se caracteriza una onda?
2.
¿Cómo se clasifican las ondas?
Responde: ¿Qué tipo de onda es…?
● la luz
● el sonido
● un tsunami