ondas mecanicas (1) (1)

20
TEMAS DE FISICA. Ondas mecánicas. Òptica, Sonido Ondas Mecánicas - Propagación de vibraciones. Se llama onda mecánica a la que se propaga en medios materiales. Un ejemplo arquetípico de onda mecánica es el sonido, que no se transmite en el vacío. Esta cualidad es importante si se compara con las ondas electromagnéticas (como la luz), que se propagan tanto en medios materiales como en el vacío. Movimiento ondulatorio Los movimientos oscilatorios que se desplazan en un medio reciben el nombre de ondas o movimientos ondulatorios. Estos fenómenos, muy comunes en la naturaleza, se presentan en dos formas principales: Las ondas mecánicas, que necesitan un medio material sobre el que propagarse (como el sonido o la transmisión de una onda sobre la superficie de un estanque). Las ondas electromagnéticas, que, como la luz, se transmiten en el vacío. En el estudio clásico de las ondas se aplican varios principios de simplificación: Se supone que el medio de propagación es homogéneo, es decir, que todas las partículas oscilan de forma similar bajo la acción de fuerzas internas. Se considera que la frecuencia de todas las partículas del medio sometidas a la oscilación es la misma. La velocidad de propagación se supone constante, no dependiente de la frecuencia y tampoco de la dirección de propagación.

Upload: daniel-malagon

Post on 29-Sep-2015

330 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

ondas mecanicas

TRANSCRIPT

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Ondas Mecnicas -

    Propagacin de vibraciones.

    Se llama onda mecnica a la que se propaga en medios materiales. Un ejemplo arquetpico de onda mecnica es el sonido, que no se transmite en el vaco. Esta cualidad es importante si se compara con las ondas electromagnticas (como la luz), que se propagan tanto en medios materiales como en el vaco.

    Movimiento ondulatorio

    Los movimientos oscilatorios que se desplazan en un medio reciben el nombre de ondas o movimientos ondulatorios. Estos fenmenos, muy comunes en la naturaleza, se presentan en dos formas principales: Las ondas mecnicas, que necesitan un medio material sobre el que

    propagarse (como el sonido o la transmisin de una onda sobre la superficie de

    un estanque).

    Las ondas electromagnticas, que, como la luz, se transmiten en el vaco.

    En el estudio clsico de las ondas se aplican varios principios de simplificacin:

    Se supone que el medio de propagacin es homogneo, es decir, que todas las partculas oscilan de forma similar bajo la accin de fuerzas internas.

    Se considera que la frecuencia de todas las partculas del medio sometidas a la oscilacin es la misma.

    La velocidad de propagacin se supone constante, no dependiente de la frecuencia y tampoco de la direccin de propagacin.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Ondas longitudinales

    Un movimiento ondulatorio se denomina onda longitudinal cuando las partculas del medio sometidas a la oscilacin vibran en la misma direccin en la que se propaga la

    onda. Esta forma de movimiento ondulatorio es caracterstica de la propagacin de las ondas de sonido en el aire, en los lquidos no viscosos y en los gases en general, por lo que tambin reciben el nombre de ondas sonoras.

    Las ondas longitudinales son aquellas en que la propagacin y la vibracin de las partculas tienen el mismo sentido.

    Ondas transversales

    En el tipo de movimiento ondulatorio denominado onda transversal, las partculas del medio vibran en direccin perpendicular a la de propagacin de la onda. Un ejemplo de onda transversal es el movimiento que se produce al lanzar una piedra sobre el agua de un estanque en reposo. Las ondas transversales tienen lugar, sobre todo, en slidos y lquidos viscosos, aunque en estos materiales tambin es posible la propagacin de ondas longitudinales.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Tipos de Ondas Mecnicas Cuando la perturbacin es perpendicular a la direccin de propagacin se denomina onda transversal, y cuando la perturbacin es paralela a la direccin de propagacin se denomina onda longitudinal. a) Desplazamiento perpendicular de las partculas = ondas transversales b) Desplazamiento hacia adelante de las partculas = ondas longitudinales c) Desplazamiento perpendicular y hacia delante de las partculas = suma de ondas transversales y longitudinales El movimiento ondulatorio puede ser visto con una alteracin (momentnea) del estado de equilibrio (perturbacin) de las partculas que Forman el medio. En cada caso el movimiento ondulatorio es una alteracin del estado de equilibrio que viaja de una regin del medio a otra y siempre hay fuerzas que tienden a restablecer el sistema a su estado de equilibrio.

    ELEMENTOS DE UNA ONDA

    Cresta: La cresta es el punto de mxima elongacin o mxima amplitud de la onda; es decir, el punto de la onda ms separado de su posicin de reposo.

    Amplitud ( ): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Ntese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo. Valle: Es el punto ms bajo de una onda. Longitud de onda ( ): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos

    ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas. Nodo: es el punto donde la onda cruza la lnea de equilibrio. Elongacin ( ): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto

    de la onda y la lnea de equilibrio. Ciclo: es una oscilacin, o viaje completo de ida y vuelta. Velocidad de propagacin ( ): es la velocidad a la que se propaga el movimiento

    ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su perodo.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Perodo ( ): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de mxima amplitud al siguiente.

    Frecuencia ( ): Nmero de veces que es repetida dicha vibracin por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repeticin de valores por un perodo determinado.

    Las ondas peridicas estn caracterizadas por crestas o montes y valles, y usualmente es categorizada como longitudinal o transversal. Una onda transversal es aquella con las vibraciones perpendiculares a la direccin de propagacin de la onda; ejemplos incluyen ondas en una cuerda y ondas electromagnticas. Onda longitudinal es aquella con vibraciones paralelas en la direccin de la propagacin de las ondas; ejemplos incluyen ondas sonoras. Cuando un objeto corte hacia arriba y abajo en una onda en un estanque, experimenta una trayectoria orbital porque las ondas no son simples ondas transversales sinusoidales. Ondas en la superficie de una cuba son realmente una combinacin de ondas transversales y longitudinales; por lo tanto, los puntos en la superficie siguen caminos orbitales.

    EFECTOS DE ONDAS Todas las ondas tienen un comportamiento comn bajo un nmero de situaciones estndar. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes: Difraccin - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstculo deja de ir

    en lnea recta para rodearlo.

    Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Interferencia - Cuando en una regin del espacio inciden dos o ms ondas, los desplazamientos que producen sobre una partcula del medio se suman algebraicamente. Esto se llama interferencia.

    Reflexin - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no

    puede atravesar, cambia de direccin.

    Refraccin - Ocurre cuando una onda cambia de direccin al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.

    Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    POLARIZACIN Una onda es polarizada, si solo puede oscilar en una direccin. La polarizacin de una onda transversal describe la direccin de la oscilacin, en el plano perpendicular a la direccin del viaje. Ondas longitudinales tales como ondas sonoras no exhiben polarizacin, porque para estas ondas la direccin de oscilacin es a lo largo de la direccin de viaje. Una onda transversal, como la luz puede ser polarizada usando un filtro polarizador o al ser reflejada por un dielctrico inclinado, e.g. vidrio de ventana.

    CLASIFICACIN DE LAS ONDAS

    En funcin del medio en que se propaga:

    Ondas mecnicas: las ondas mecnicas necesitan un medio elstico (slido, lquido o gaseoso) para propagarse. Las partculas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a travs del medio. Como en el caso de una alfombra o un ltigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a travs de ella. La velocidad puede ser afectada por algunas caractersticas del medio como: la homogeneidad, la elasticidad, la densidad y la temperatura. Dentro de las ondas mecnicas tenemos las ondas elsticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad. ONDAS ELASTICAS (SISMO) ONDA SONORA ONDA DE GRAVEDAD

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Ondas electromagnticas: las ondas electromagnticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, por lo tanto puede propagarse en el vaco. Esto es debido a que las ondas electromagnticas son producidas por las oscilaciones de un campo elctrico, en relacin con un campo magntico asociado. Las ondas electromagnticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300 000 km por segundo, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagntico, objeto que mide la frecuencia de las ondas.

    Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometra misma del espacio-tiempo y aunque es comn representarlas viajando en el vaco, tcnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningn espacio, sino que en s mismas son alteraciones del espacio-tiempo. En funcin de su direccin

    Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dimensin del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una direccin nica, sus frentes de onda son planos y paralelos.

    Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos dimensiones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan tambin ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficie lquida en reposo cuando, por ejemplo, se deja caer una piedra en ella.

    Ondas tridimensionales o esfricas: son ondas que se propagan en tres dimensiones. Las ondas tridimensionales se conocen tambin como ondas esfricas, porque sus frentes de ondas son esferas concntricas que salen de la fuente de perturbacin expandindose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecnicas) y las ondas electromagnticas.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    En funcin del movimiento de sus partculas Ondas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partculas del

    medio se mueven o vibran paralelamente a la direccin de propagacin de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.

    Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partculas del medio vibran perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda. Por ejemplo, las olas en el agua o las ondulaciones que se propagan por una cuerda.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    En funcin de su periodicidad Ondas peridicas: la perturbacin local que las origina se produce en ciclos

    repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

    Ondas no peridicas: la perturbacin que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen caractersticas diferentes. Las ondas aisladas tambin se denominan pulsos.

    Ejemplos de ondas: Olas, que son perturbaciones que se propagan por el agua. Ondas de radio, microondas, ondas infrarrojas, luz visible, luz ultravioleta, rayos X,

    y rayos gamma conforman la radiacin electromagntica. En este caso, la propagacin es posible sin un medio, a travs del vaco. Las ondas electromagnticas viajan a 299 792 458 m/s en el vaco.

    Sonoras una onda mecnica que se propaga por el aire, los lquidos o los slidos. Ondas ssmicas en terremotos. Ondas gravitacionales, que son fluctuaciones en la curvatura del espacio-tiempo

    predichas por la relatividad general. Estas ondas an no han sido observadas empricamente.

    TAREA 1: INVESTIGA QUE TIPO DE ONDAS CAUSAN UN SISMO s.p.c. CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE UN SISMO Y UN TERREMOTO? AMBOS ASPECTOS INVESTIGAR CONCEPTUALMENTE, ILUSTRAR, Y EXPLICAR.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    PTICA

    La ptica es la rama de la Fsica que estudia el comportamiento de la luz y, ms

    generalmente, de las ondas electromagnticas. Segn el modelo utilizado para la luz, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de precisin (cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente):

    La ptica geomtrica; trata a la luz como un conjunto de rayos en sentido rectilneo. Se utiliza en el estudio de la transmisin de la luz por medios homogneos (lentes, espejos), la reflexin y la refraccin.

    La ptica ondulatoria; considera a la luz como una onda plana, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda. Se utiliza para el estudio de difraccin e interferencia.

    La ptica electromagntica; considera a la luz como una onda electromagntica, explicando as la reflectancia y transmitancia, y los fenmenos de polarizacin y anisotropa.

    La ptica cuntica u ptica fsica; estudio cuntico de la interaccin entre las ondas electromagnticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpsculo desempea un papel crucial.

    NATURALEZA DE LA LUZ

    Se llama luz (del latn lux, lucis) a la parte de la radiacin electromagntica que puede ser percibida por el ojo humano. En fsica, el trmino luz se usa en un sentido ms amplio e incluye todo el campo de la radiacin conocido como espectro electromagntico, mientras que la expresin luz visible seala especficamente la radiacin en el espectro visible.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    La PTICA es la rama de la fsica que estudia el comportamiento de la luz, sus caractersticas y sus manifestaciones. El estudio de la luz revela una serie de caractersticas y efectos al interactuar con la materia, que permiten desarrollar algunas teoras sobre su naturaleza.

    Se ha demostrado terica y experimentalmente que la luz tiene una velocidad finita. La primera medicin con xito fue hecha por el astrnomo dans Ole Roemer en 1676 y desde entonces numerosos experimentos han mejorado la precisin con la que se conoce el dato. Actualmente el valor exacto aceptado para la velocidad de la luz en el vaco es de 299.792.458 m/s.

    La velocidad de la luz al propagarse a travs de la materia es menor que a travs del vaco y depende de las propiedades dielctricas del medio y de la energa de la luz. La relacin entre la velocidad de la luz en el vaco y en un medio se denomina ndice de refraccin del

    medio:

    PTICA GEOMETRICA

    En la ptica geomtrica, la luz se propaga como una lnea recta a una velocidad aproximada de 3*108 ms-1. La naturaleza ondulatoria de la luz puede ser despreciada debido a que aqu la luz es como un chorro lineal de partculas que pueden colisionar y, dependiendo del medio, se puede conocer cual es su camino a seguir. stos rayos pueden ser absorbidos, reflejados o desviados siguiendo las leyes de la mecnica.

    REFLEXIN

    Reflejo del Monte Hood en el lago Trillium

    La reflexin es el cambio de direccin de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separacin entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexin de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Reflexin de la Luz y sus Leyes

    Es el cambio de direccin, en el mismo medio, que experimenta un rayo luminoso al incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de la reflexin son

    las sig. 1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo

    plano.

    2a. ley: El ngulo de incidencia es igual al ngulo de reflexin.

    Ejemplos simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un ro (que tiene el fondo oscuro).

    La luz tambin se refleja por medio del fenmeno denominado reflexin interna total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su velocidad es ms lenta a otro ms rpido, con un determinado ngulo. Se produce una refraccin de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejndose completamente. Esta reflexin es la responsable de los destellos en un diamante tallado.

    REFRACCIN

    Lpiz quebrado debido a la refraccin

    Refraccin en diversos contenedores

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    La refraccin es el cambio de direccin que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separacin de los dos medios y si stos tienen ndices de refraccin distintos. La refraccin se origina en el cambio de velocidad de propagacin de la onda. Un ejemplo de este fenmeno se ve cuando se sumerge un lpiz en un vaso con agua: el lpiz parece quebrado. Tambin se produce refraccin cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el ndice de refraccin. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refraccin, denominado reflexin total. Aunque el fenmeno de la refraccin se observa frecuentemente en ondas electromagnticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

    Cuando un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el ngulo de refraccin con el que entra es igual al ngulo en que sale al volver a pasar de ese medio al medio inicial. Cuando la luz pasa de un medio de propagacin a otro con una densidad ptica diferente, sufre un cambio de rapidez y un cambio de direccin si no incide perpendicularmente en la superficie. 1. LEY DE SNELL En la refraccin se cumplen las leyes deducidas que rigen todo el movimiento ondulatorio:

    El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Indice de refraccin Es la relacin entre la velocidad de propagacin de la onda en un medio de referencia (por ejemplo el vaco para las ondas electromagnticas) y su velocidad en el medio del que se trate.

    LA 2. LEY DE SNELL relaciona el cambio de ngulo con el cambio de velocidad por medio de los ndices de refraccin de los medios. La relacin entre el seno del ngulo de incidencia y el seno del ngulo de refraccin es igual a la razn entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse : el producto del ndice de refraccin del primer medio por el seno del ngulo de incidencia es igual al producto del ndice de refraccin del segundo medio por el seno del ngulo de refraccin.

    Lentes

    Las lentes con superficies de radios de curvatura pequeos tienen distancias focales cortas. Una lente con dos superficies convexas siempre refractar los rayos paralelos al eje ptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto. Una superficie de lente cncava desva los rayos incidentes paralelos al eje de forma divergente; a no ser que la segunda superficie sea convexa y tenga una curvatura mayor que la primera, los rayos divergen al salir de la lente, y parecen provenir de un punto situado en el mismo lado de la lente que el objeto. Estas lentes slo forman imgenes virtuales, reducidas y no invertidas.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Si la distancia del objeto es mayor que la distancia focal, una lente convergente forma una imagen real e invertida. Si el objeto est lo bastante alejado, la imagen ser ms pequea que el objeto. Si la distancia del objeto es menor que la distancia focal de la lente, la imagen ser virtual, mayor que el objeto y no invertida. En ese caso, el observador estar utilizando la lente como una lupa o microscopio simple. El ngulo que forma en el ojo esta imagen virtual aumentada (es decir, su dimensin angular aparente) es mayor que el ngulo que formara el objeto si se encontrara a la distancia normal de visin. La relacin de estos dos ngulos es la potencia de aumento de la lente. Una lente con una distancia focal ms corta creara una imagen virtual que formara un ngulo mayor, por lo que su potencia de aumento sera mayor. La potencia de aumento de un sistema ptico indica cunto parece acercar el objeto al ojo, y es diferente del aumento lateral de una cmara o telescopio, por ejemplo, donde la relacin entre las dimensiones reales de la imagen real y las del objeto aumenta segn aumenta la distancia focal.

    La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su dimetro. Como la superficie que ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la intensidad luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al dimetro de la lente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. Por ejemplo, la imagen producida por una lente de 3 cm de dimetro y una distancia focal de 20 cm sera cuatro veces menos luminosa que la formada por una lente del mismo dimetro con una distancia focal de 10 cm. La relacin entre la distancia focal y el dimetro efectivo de una lente es su relacin focal, llamada tambin nmero f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la misma abertura relativa tienen la misma luminosidad, independientemente de sus dimetros y distancias focales.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    ESPEJOS

    Hay tres tipos de espejos: Planos: si el espejo no presenta curvatura diremos que es un espejo plano. Cncavos o divergentes: si la curvatura de un espejo es "hacia adentro" desde el

    punto de vista observado diremos que es un espejo cncavo. Convexos o convergentes: si la curvatura de un espejo esta "hacia afuera" desde el

    punto de vista observado diremos que es un espejo convexo.

    Prismas

    Un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris. Generalmente, estos objetos tienen la forma de un prisma triangular, de ah su nombre.

    De acuerdo con la ley de Snell, cuando la luz pasa del aire al vidrio del prisma disminuye su velocidad, desviando su trayectoria y formando un ngulo con respecto a la interfase. Como consecuencia, se refleja o se refracta la luz. El ngulo de incidencia del haz de luz y los ndices de refraccin del prisma y el aire determinan la cantidad de luz que ser reflejada, la cantidad que ser refractada o si suceder exclusivamente alguna de las dos cosas.

    1. Los prismas reflectivos son los que nicamente reflejan la luz, como son ms fciles de elaborar que los espejos, se utilizan en instrumentos pticos como los prismticos, los monoculares y otros.

    2. Los prismas dispersivos son usados para descomponer la luz en el espectro del arcoris, porque el ndice de refraccin depende de la frecuencia (ver dispersin); la luz blanca entrando al prisma es una mezcla de diferentes frecuencias y cada una se desva de manera diferente. La luz azul es disminuida a menor velocidad que la luz roja.

    3. Los prismas polarizantes separan cada haz de luz en componentes de variante polarizacin.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    PTICA ONDULATORIA Interferencia La interferencia es un fenmeno en el que dos o ms ondas se superponen

    para formar una onda resultante de mayor o menor amplitud. El efecto de interferencia puede ser observado en cualquier tipo de ondas, como luz, radio, sonido, ondas en la superficie del agua, etc.

    Difraccin La difraccin es un fenmeno caracterstico de las ondas que se basa en la

    desviacin de estas al encontrar un obstculo o al atravesar una rendija. La difraccin ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnticas como laluz visible y las ondas de radio. Tambin sucede cuando un grupo de ondas de tamao finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difraccin, un haz angosto de ondas de luz de un lser deben finalmente divergir en un rayo ms amplio a una cierta distancia del emisor.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    SONIDO

    El sonido, en fsica, es cualquier fenmeno que involucre la propagacin en forma de ondas elsticas (sean audibles o no), generalmente a travs de un fluido (u otro medio elstico) que est generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

    El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que se producen cuando las oscilaciones de la presin del aire, son convertidas en ondas mecnicas en el odo humano y percibidas por el cerebro. La propagacin del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presin.1 En los cuerpos slidos la propagacin del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

    La propagacin del sonido involucra transporte de energa sin transporte de materia, en forma de ondas mecnicas que se propagan a travs de un medio elstico slido, lquido o gaseoso. Entre los ms comunes se encuentran el aire y el agua. No se propagan en el vaco, al contrario que las ondas electromagnticas. Si las vibraciones se producen en la misma direccin en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal y si las vibraciones son perpendiculares a la direccin de propagacin es una onda transversal.

    La fsica del sonido es estudiada por la acstica, que trata tanto de la propagacin de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interaccin de estas ondas sonoras con los cuerpos fsicos.

    Propiedades

    Las cuatro cualidades bsicas del sonido son tono, la duracin, la intensidad y el timbre.

    Cualidad Caracterstica Rango

    Tono Frecuencia de onda Agudo, medio, grave

    Intensidad Amplitud de onda Fuerte, dbil o suave

    Timbre Armnicos de onda o forma de la onda. Anlogo a la textura

    Depende de las caractersticas de la fuente emisora del sonido (por analoga: spero, aterciopelado, metlico, etc)

    Duracin Tiempo de vibracin Largo o corto

    A una temperatura de veinte grados centgrados, alcanza una velocidad en el aire de trescientos cuarenta metros por segundo. Cabe destacar, por lo tanto, que la velocidad que consigue el sonido es superior en los medios slidos que en los lquidos, y que es mayor en stos ltimos que en los gases.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    La velocidad del sonido en el aire a una temperatura de 20 C, es de 340 m/s, lo que equivale a unos 1224 Km/h.

    MEDIO TEMPERATURA (C) VELOCIDAD (m/s)

    Aire 0 331,46

    Aire 20 340

    Bixido de Carbono 0 260,3

    Hidrgeno 0 1286

    Helio 0 970

    Nitrgeno 0 333,64

    Oxigeno 0 314,84

    Agua destilada 20 1484

    Agua de mar 15 1509,7

    Mercurio 20 1451

    Aluminio 17-25 6400

    Vidrio 17-25 5260

    Oro 17-25 3240

    Hierro 17-25 5930

    Plomo 17-25 2400

    Plata 17-25 3700

    Acero inoxidable 17-25 5740

    INTENSIDAD EN DECIBELES (dB) DE DIFERENTES FUENTES DE SONIDOS

    COMUNES

    El umbral de audicin es la intensidad mnima de sonido capaz de impresionar el odo humano. Aunque no siempre este umbral sea el mismo para todas las frecuencias que es capaz de percibir el odo humano, es el nivel mnimo de un sonido para que logre ser percibido.

    El umbral de audicin representa la cantidad mnima de sonido o de vibraciones por segundo requeridas para que el sonido lo pueda percibir el odo humano. Ese nmero de vibraciones se corresponde con una frecuencia aproximada de 1 kHz (10-12 W/m2). Un sonido de 70 dB produce efectos psicolgicos negativos en tareas que requieren concentracin y atencin, mientras que entre 80 y 90 dB puede producir reacciones de estrs, cansancio y alteracin del sueo.

  • TEMAS DE FISICA. Ondas mecnicas. ptica, Sonido

    Los ruidos entre 100 y 110 dB, denominado umbral txico, pueden llegar a ocasionar lesiones del odo medio. Los ruidos superiores a los 120 dB entran en el denominado umbral del dolor, es decir, son ruidos insoportables que provocan sensacin de dolor en el odo humano. Son sonidos que superan 1 W/m2 .

    INTENSIDAD DE SONIDO DE DIFERENTES FUENTES

    FUENTES DE SONIDO DECIBELES

    Umbral de audicin 0

    Susurro, respiracin normal, pisadas suaves 10

    Rumor de las hojas en el campo al aire libre 20

    Murmullo, oleaje suave en la costa 30

    Biblioteca, habitacin en silencio 40

    Trfico ligero, conversacin normal 50

    Oficina grande en horario de trabajo 60

    Conversacin en voz muy alta, gritera, trfico intenso de ciudad

    70

    Timbre, camin pesado movindose 80

    Aspiradora funcionando, maquinaria de una fbrica trabajando

    90

    Banda de msica rock 100

    Claxon de un coche, explosin de petardos o cohetes empleados en pirotecnia

    110

    Umbral del dolor 120

    Martillo neumtico (de aire) 130

    Avin de reaccin durante el despegue 150

    Motor de un cohete espacial durante el despegue 180