Vibraciones y sonido

1. Vibraciones y sonido Integrantes: Juan Carlos Meza Victor San Juan Fernando Villan Profesor: Julio Naranjo

2. 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.

3. 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.

5. 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

6. 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.

7. 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.

8. 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

9. 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

11. Los sonidos que nosotros oímos corresponden a ondas longitudinales, • Amplitud (A) • Longitud de onda lambda (l). V = lf

12. 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).

13. Espectro sonoro.

14. 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.

16. Ejercicios 1) El sonido se propaga, • con mayor velocidad que la luz • con menor velocidad que la luz* • con igual velocidad que la luz • no se propaga. • Ninguna de las anteriores.

17. 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.

18. 2) Un trueno se escucha tres segundos después que aparece el relámpago. El rayo tuvo lugar a una distancia de • 113,3 m • 1,02 km* • 100,000 km • 882,35 km. • Ninguna de las anteriores

19. Respuesta • R. B, La Velocidad del Sonido es de 340 m/s , y aplicando la Formula de Velocidad: V = d / t  d = V x 3 d = 340 x 3 d = 1.02 KM

20. 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 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. • A la frecuencia con que vibra.

21. Respuesta • R. E, A la frecuencia con que vibra.

22. 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 líquidosII. La unidad de medida de la intensidad sonora es el BelIII. El tono es una propiedad del sonido que depende de la frecuencia • Solo I • Solo II • Solo III • Todas las anteriores • Ninguna de las anteriores

23. 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.

24. 5) El efecto Doppler es aplicable • solamente a la luz • solamente al sonido • solamente a la luz y al sonido • a todas las ondas • ninguna de las anteriores

25. Respuesta • R. D, El efecto Doppler no solo ocurre con el sonido, sino también con cualquier tipo de onda, incluso con la luz.

26. 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 • Es (son) correcta (s) • sólo I • sólo II • sólo III • Todas • ninguna de las anteriores

27. Respuesta • R. C, El sonido es una onda mecánica y longitudinal. Y La luz una onda Electromagnética.

28. 7) Resulta sencillo calcular la longitud de onda de una onda si se conoce • la velocidad de propagación y la amplitud de la onda • la velocidad de propagación y la frecuencia de vibración • la frecuencia de vibración y la amplitud de la onda • la frecuencia de vibración y el período de vibración • ninguna de las anteriores

29. 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.

30. 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: • aumenta su frecuencia cuatro veces. • disminuye su frecuencia a la cuarta parte. • aumenta su período cuatro veces. • aumenta su longitud cuarto veces. • disminuye su longitud de onda a la cuarta parte.

31. Respuesta • R. D, Según la Formula: Deducimos, que al aumentar la velocidad, también aumentara la longitud de onda.

32. 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

33. 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.

34. 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? • 1 m • 2 m • 3 m • 4 m • 5 m

35. 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

36. FIN