Sonido

FÍSICA DE NOVENO GRADO (9°)

SONIDO

El sonido es uno de los modos de comunicación mas importantes para muchos animales y lo producen con elementos de su propio cuerpo. Los seres humanos han desarrollado formas de producir sonidos mas complejas como los instrumentos musicales y medios para crear y captar sonidos como la ecografía y el sonar.

PRODUCCIÓN DEL SONIDO

Para producir sonido basta hacer vibrar un objeto en un medio material.

Cuando la barra del diapasón vibra, golpea las partículas de aire y hacen que se desplacen de un lado a otro generando zonas de compresión  y de distensión, en forma de onda, el sonido avanza en forma con la onda de presión.

Estas ondas longitudinales llegan al oído que hacen que la membrana del tímpano vibre y transforme esas vibraciones en forma de impulsos eléctricos que llegan al cerebro por medio del nervio auditivo, produciendo así la sensación auditiva.

Ver el siguiente vídeo sobre el sonido: 

PROPAGACIÓN DEL SONIDO

El sonido se puede trasmitir en cualquier material elástico (propiedad de cambiar de forma en respuesta a una fuerza aplicada) ya sea sólido, líquido, gaseoso o plasma.

La velocidad del sonido depende de dos factores fundamentales: la temperatura y el medio

El medio:

A mayor densidad del medio, mayor es la velocidad del sonido en él.

La temperatura

A mayor temperatura, mayor es la velocidad del sonido.

REFLEXIÓN DEL SONIDO

La reflexión del sonido ocurre cuando las ondas sonoras hasta un obstáculo que se opone a su propagación. Las ondas se reflejan cambiando de dirección o de sentido. La reflexión del sonido produce tres fenómenos: el eco, la reverberación y la resonancia.

El eco

Se produce cuando el oído es capaz de distinguir el sonido incidente y el reflejado después de chocar contra un obstáculo. Para que esto suceda ambos sonidos deben llegar al oído con una diferencia de 0,1 segundos o más.

Como el sonido se propaga a 340 m/s, el obstáculo debe estar situado a una distancia de 17 metros o más.

La Reverberación:

Se presenta cuando las ondas sonoras presentan experimentan múltiples reflexiones y estas llegan al oído con una diferencia de menos de 0,1 segundos. Cuando esto ocurre, se entorpece la claridad de la audición del oído y no se diferencia entre el sonido emitido y el reflejado ya que ambos se mezclan. Si la superficie reflectora es absorbente, disminuye su intensidad y por tanto su calidad. Un equilibrio entre la reverberación y la absorción del sonido hace que este sea muy agradable intenso y por tanto muy vivo.

La Resonancia:

Es el aumento de la intensidad del sonido. Se produce cuando una onda sonora llega a un objeto y la hace vibrar. Si la vibración de la onda coincide con la frecuencia de vibración del objeto, el sonido se hace mas intenso. Este fenómeno se utiliza con frecuencia en la construcción de instrumentos musicales como las guitarras, violines, pianos entre otros, que tienen caja de resonancia que recoge y amplifica el sonido.

Refracción:

ENERGÍA DE LAS ONDAS SONORAS

La energía que produce el sonido es muy pequeña porque para producirlo solo se necesita una muy pequeña cantidad de energía. Por ejemplo para encender una bombilla de una linterna común se requeriría la energía de 10.000.000 de personas  hablando al mismo tiempo

Cuando se propagan las ondas sonoras, parte de su energía se disipa en forma de energía térmica. El ultrasonido, se disipa rápidamente por eso alcanza distancias cortas. El infrasonido se disipa lentamente y por eso recorren distancias más largas.

El oído humano percibe sonidos entre 20 y 20.000 Hz. Sonidos por debajo de 20Hz se llaman infrasonidos y por encima de 20.000 Hz se les llaman ultrasonidos  

CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO

APLICACIONES DE LAS ONDAS SONORAS

Las ondas sonoras tienen muchas y variadas aplicaciones en la actualidad.

Música: producción de sonido en instrumentos musicales y sistemas de afinación de la escala.

Electroacústica: tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la captación (micrófonos y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado, comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces) etc.

Acústica fisiológica: estudia el funcionamiento del aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral.

Acústica fonética: análisis de las características acústicas del habla y sus aplicaciones.

Arquitectura: tiene que ver tanto con diseño de las propiedades acústicas de un local a efectos de fidelidad de la escucha, como de las formas efectivas de aislar del ruido los locales habitados.

El sonar: acrónimo de  Sound Navigation And Ranging,  navegación y alcance por sonido,  es una técnica que usa la propagación del sonido  bajo el agua (principalmente) para navegar, comunicarse o detectar otros buques.

El sonar puede usarse como medio de localización acústica funcionando de forma similar al radar, con la diferencia de que en lugar de emitir señales de radiofrecuencia se emplean impulsos sonoros.

La ecografía, ultrasonografía o ecosonografía: es un procedimiento de imagenología que emplea los ecos de una emisión de ultrasonidos dirigida sobre un cuerpo u objeto como fuente de datos para formar una imagen de los órganos o masas internas con fines de diagnóstico.

La litotricia: es una técnica utilizada para destruir los cálculos que se forman en el riñón, la vejiga, los uréteres o la vesícula biliar. Hay varias formas de hacerla, aunque la más común es la litotricia extracorpórea (por fuera del cuerpo) por ondas de choque. Las ondas de choque se concentran en los cálculos y los rompen en fragmentos diminutos que luego salen del cuerpo en forma natural durante la micción.

El telémetro ultrasónico: se basa en la emisión de un ultrasonido que se refleja en el blanco y el telémetro recibe el eco. Por el tiempo transcurrido y la  fase del eco, calcula la distancia al blanco.

ACTIVIDAD

Desarrollar la siguiente actividad

• Taller sobre el sonido

Espero les haya sido de utilidad.