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La Física del
Sonido
Qué produce el sonido?
El sonido se produce cuando algo vibra.

La vibración perturba el
aire a su alrededor

Esto causa cambios en la
presión.

Estos cambios de presión
se propagan constituyendo
ondas de sonido.
Ondas periódicas
• Sabemos que el sonido es una perturbación en un
medio. Cuando dichas perturbaciones se producen a
intervalos regulares y son todas de la misma forma,
estamos en presencia de una onda periódica, y el
número de perturbaciones por segundo se denomina
frecuencia de la onda. Se expresa en Hertz (Hz)-
Tipos de ondas
Las ondas sonoras son longitudinales.
No todas las ondas son longitudinales: las ondas en
la superficie del agua generadas al tirar una piedra
son transversales
Ejemplos de ondas
desplazamiento
Desplazamiento
Longitudinales
Dirección de la
onda
Dirección de la onda
Vibra en dirección paralela
(longitudinal) a la dirección en la que
se propaga la onda (Ej: el sonido)
Transversales
Vibra en dirección
perpendicular ( transversal) a
la dirección de la propagación
de la onda. (Ej: luz, agua)
Dirección de la
onda
desplazamiento
Características del sonido
•Se propaga en un medio material (aire, agua, gases)
v= lf
l
•Amplitud, frecuencia, velocidad (aire
agua
1200 m/s)
340 m/s,
Las tres componentes del
sonido son:
• Tono o altura: cuán grave o agudo es
• Intensidad: cuánto volumen tiene
• Timbre: cuál es su tonalidad
Tono
Frecuencia
• Es el número de repeticiones (o ciclos) por unidad de
tiempo.
•Se mide en Hertz (1 Hz es un ciclo por segundo).
Frecuencias audibles


Cuando la frecuencia
del sonido se duplica
decimos que estamos
en una octava superior
Podemos oir en un
rango de 10 octavas.
50 Hz- 20 KHz
50 Hz- 8 KHz
100 Hz- 60 KHz
60 Hz- 45KHz
1Hz- 20 KHz
200Hz- 150 KHz
Resonancia

Se llama frecuencia natural al sonido característico
de un objeto cuando vibra.
 La frecuencia natural depende de factores tales como
la elasticidad y la forma del objeto. Dos objetos
diferentes, por lo general emiten sonidos distintos
cuando vibran.
 Cuando la frecuencia de vibraciones forzadas se
generan en un objeto coincide con la frecuencia del
mismo, se produce un aumento notable en el volumen
del sonido que emiten. Este fenómeno se denomina
resonancia
Resonancia (puente de Tacoma)
Volumen
Intensidad
Esta relacionada
con la amplitud
Los humanos no perciben la
intensidad linealmente


Para percibir un sonido como dos veces más intenso su
intensidad debe ser 10 veces mayor.
La intensidad de sonido percibida se mide en escala
logarítmica usando una unidad llamada decibel. (dB)
Decibeles
Energía
Intensidad=
Area * unidad de tiempo
Umbral de audición : 10
-11
Un sonido 10 veces más intenso 10
W/m
-10
Un sonido 100 veces más intenso 10
-12
W/m
2
tiene
W/m
-9
Un sonido 1000 veces más intenso 10
10 dB
2
tiene
W/m
2
Un sonido 10.000.000.000.000.000 veces más intenso 10
2
20 dB
2
tiene
W/m
30 dB
2
tiene
160 dB
Ejemplos de intensidad
Situación
Intensidad (en dB)
Susurro, bilbioteca
30 dB (muy silencioso)
conversación normal
60 dB (intrusivo)
fábrica
85 dB (molesto)
equipo de música a máximo volumen, camión
recolector, petardos
100 dB (muy fuerte- daño auditivo con más de
8 hs.)
el cuerpo comienza a sentir vibraciones en
bajas frecuencias
116dB (extremadamente fuerte)
primera fila en concierto de Rock, despegue de
jets (60 mts) bocina de auto (1 mt)
120- 130 dB (máximo esfuerzo vocal)
Zona de lanzamiento de cohetes (sin
protección auditiva)
140 dB DAÑO EXTREMO A CUALQUIER
FRECUENCIA Y TIEMPO
Timbre
forma de onda
El timbre depende de la forma de la onda sonora. Es lo que
distingue un instrumento de otro.
Las ondas sonoras son periódicas pero pueden tener
distintas formas. Estas formas se logran por superposición de
ondas sinusoidales. A la frecuencia más baja se la llama
fundamental y a las más altas armónicos.
Por qué oímos lo que oímos?
Las ondas de sonido causan
cambios de presión sobre
nuestro conducto auditivo
enviando impulsos nerviosos
al cerebro
Esquema del oído
Oído externo
Oído medio
Oído interno
Efecto Doppler
http://video.google.com/videoplay?docid=2816813289251655055
Corrimiento de la frecuencia
recibida, debido al
movimiento de la fuente de
vibratoria hacia el receptor, o
alejándose de él.
Evaluación
¿Qué clase de onda es cada una de las
siguientes?
a) Ola de mar rodando hacia la playa
b) El sonido de una ballena llamando a otra
bajo el agua
c) Un impulso mandado por una cuerda tensa,
al golpear uno de sus extremos
d) ¿De qué depende el tono de un sonido?
d) ¿De qué depende la intensidad del
sonido?
e) ¿De qué depende el timbre?
f) ¿Cuál es la diferencia en decibeles entre
un murmullo y un grito?
g) Si en la sala de clases todos los alumnos
o alumnas gritan, ¿podrían llegar a
causar daño?
h) ¿Qué dirección tienen las vibraciones en
relación con la dirección de propagación
de una onda longitudinal y transversal?
i) Francisco, un trabajador en un
aeropuerto, al estar cerca de un avión
que despega, ¿qué nivel de sonido
experimenta?
j) ¿Cuál es la unidad de sonoridad?
¿Qué instrumento se utiliza?
k) ¿Por qué los soldados rompen filas al
pasar por un puente?