El sonido

Estándar

Como ya sabes el sonido es un fenómeno vibratorio que se transmite en forma de ondas, para que este se pueda producir se requiere de una fuente que lo genere  y que tenga un medio que lo trasmita bien sea sólido, liquido o gaseoso. en nuestra cotidianidad humana tenemos que estos medios mas comunes son el aire y el agua, asi nos vemos inundados de diferentes sonidos, a veces no somos muy consientes de ellos, pero están por todas partes, asi sea que estemos en un lugar muy solitario siempre tendremos la presencia de muchos sonidos algunos de ellos tan familiares como el sonido de los pájaros, el susurrar del viento, y otros que nos ofrecen una sensación de tranquilidad, otras veces tenemos tantos sonidos algunos de ellos tan irritantes que nos crean un poco de stress, todo ello dependerá del nivel particular de interés que tengas y el cual estés expuesto. Veremos ahora este interesante fenómeno de la física y sobre todo trataremos de analizar sus características físicas  en el cual se desenvuelven, pero también  sus características emocionales que nos despiertan. Así que amigos(as) bienvenidos.

sonido

Objetivos de tema

-  Conocer el comportamiento de las ondas de sonido y comprender su impacto en el ser humano

- Analizar la forma cómo se generan las ondas de sonido y la manera en que se utilizan para diversas aplicaciones en la vida cotidiana del ser humano.

Pregunta generadora del tema

” Cuál es el impacto del sonido en el medio ambiente y cuáles sería la forma en qué se comporta la onda de sonido hasta llegar a nosotros  y su impacto en nuestra vida cotidiana.

Situación de aprendizaje: El sonido

Un murciélago (1) es capaz de detectar, capturar y tragar decenas de insectos en un minuto en pleno vuelo, y todo ello en una oscuridad total. Esto es posible gracias a que éste emite ondas y cuyo eco, al rebotar con el insecto, es detectado y reconocido por el propio murciélago. Estas ondas son de altísima frecuencia y son imperceptibles para el oído humano. Pero esto no quiere decir que podamos oír. Nuestro oído es capaz de percibir sonidos de frecuencias comprendidas entre los 16 Hz y los 16.000 Hz y a las ondas con dicho espectro de frecuencias se le denomina ondas sonoras.
Pero ¿Qué es exactamente el sonido? Una cosa es la definición física del sonido, y otra la sensación fisiológica del mismo. El sonido en sí es cierta forma de onda. En cualquier disturbio vibratorio que, propagado a través de un medio elástico, causa una alteración en la presión del medio capaz de producir una sensación auditiva en una persona con audición normal, o de poder ser detectada por un instrumento de captación dentro del rango de frecuencias e intensidades de percepción del oído. Origina en dicho medio una serie de compresiones y enrarecimientos, desplazándose a través de esta a una velocidad que depende de la naturaleza del mismo medio. El sonido se propaga a través de medios gaseosos (Por ejemplo el aire), pero también lo hace en medios líquidos y gaseosos.
A continuación pasaremos a estudiar cuales son los parámetros fundamentales que determinan una onda sonora, así como la forma de onda y sus características básicas.

Parámetros fundamentales. Onda Senoidal

En principio, estudiaremos a través del ejemplo sencillo como se forma una onda típica senoidal, que es la que caracteriza a los sonidos, para posteriormente adentrarnos en su estudio y características.
Supongamos que tenemos una soga muy larga y que fijamos uno de sus extremos a una pared. Si después tomamos el extremos libre y movemos la cuerda hacia arriba y hacia abajo hasta una distancia desde su posición horizontal o de equilibrio +A y –A, observamos que suceden fundamentalmente dos cosas.

cuerda

Advirtamos que, si bien la soga se mueve hacia la pared, cada segmento de la soga se mueve únicamente hacia arriba y hacia abajo. Es decir, el desplazamiento medio de cada segmento de la soga es cero, pero la onda formada por todos los segmentos dela soga se mueve hacia la pared, transmitiendo cierta cantidad de energía a esta.
2. Cada segmento dela soga realiza un movimiento periódico.
EL tiempo empleado en un ciclo completo se llama período (T) medido en segundos y el número de ciclos por segundo se llama frecuencia (f) y se mide en ciclos por segundo o Hetzios. La frecuencia es inversa al período f = 1/T. Por otra parte cada segmento de la soga tiene cierta amplitud (A). La amplitud se define como el máximo desplazamiento desde la posición de equilibrio.
Onda_sinusoide La frecuencia está determinada por la fuente, de forma que si la soga se agita rápidamente, la frecuencia será mayor (alta frecuencia) que si la agito lentamente (baja frecuencia) que si la agito lentamente (baja frecuencia) La amplitud igualmente está determinada por la fuente, de modo que si el extremo de la soga se eleva mucho desde la posición horizontal o
de equilibrio la amplitud será grande y viceversa.
Por tanto, ya hemos visto que tanto la frecuencia como la amplitud están determinadas por la fuente. Pero la onda tiene una velocidad de desplazamiento, ¿quién determina dicha velocidad?
La velocidad de una onda esta determinada por el medio donde esta se propaga (es nuestro ejemplo de la soga) La masa y la tensión de esta será las que nos determine la velocidad de onda.
A poco de haber empezado a moverse la soga, la onda tendrá el aspecto que se observa en la figura. La distancia entre dos puntos máximos de la onda se llama longitud de onda λ y esta determinada por la frecuencia y por la velocidad.

Características físicas

Cualquier sonido (2) sencillo, como una nota musical, puede describirse en su totalidad especificando tres características de su percepción: el tono, la intensidad y el timbre. Estas características corresponden exactamente a tres características físicas: la frecuencia, la amplitud y la composición armónica o forma de onda. El ruido es un sonido complejo, una mezcla de diferentes frecuencias o notas sin relación armónica.

  • El Tono (3) viene determinado por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras y es lo que permite distinguir entre sonidos graves, agudos o medios. El tono lo determina la longitud de la onda, medida en ciclos por segundos o Hercios (Hz). Para que podamos percibir los humanos un sonido, éste debe estar comprendido en la franja de 20 y 20.000 Hz. Por debajo tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Cuanto mas edad se tiene, este rango va reduciendose tanto en graves como en agudos.
  • La Intensidad es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia acústica, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil. Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB).
  • El Timbre es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos.
  • La duración. Esta cualidad está relacionada con el tiempo de vibración del objeto. Por ejemplo, podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc..

Actividades

1.  Para que amplíes los conceptos aquí expuestos en forma resumida consulta el siguiente documento sobre la física del sonido y haz un pequeño resumen en tu cuaderno sobre las diferentes características que puede tener el sonido.

http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/
 
2. Para que puedas observar todas estas características que tiene el sonido observa los siguientes videos y responde las siguientes preguntas:
(Haz clic sobre la imagen)

videoa. Por qué se dice que los sonidos  son brillantes y agudos como la luz ?
b. De qué forma el entorno sonoro está cambiando  y cómo puede afectar nuestra forma de vida? 
c. Por qué no es posible tener sonido en el espacio?
d. Por qué se hace difícil medir el volumen de un sonido?
e. Recuerda un poco los huesos del cuerpo: qué huesecillos en el oído ayudan a impulsar las ondas de sonido?

 
Evaluación

Para esta temática se tendrá en cuenta los apuntes que tienes en tu cuaderno y las respuestas que halles a la actividad No 2.

webgrafia

1 http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacion-logo/fisicas_del_sonido.pdf
2 http://html.rincondelvago.com/ondas-y-movimientos-ondulatorios.html
3 http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/Ac%C3%BAstica/Sonido
4 http://www.eumus.edu.uy/eme/cursos/acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/

Amplia tus conceptos con los siguientes videos:

**

**

 

About these ads

Un comentario »

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s