INSTITUTO MIGUEL AGUSTIN PRO

CUALIDADES DEL SONIDO

Alumna: María Guadalupe López López

Profesor: José Rosario Vega

Noviembre 25 del 2012

Sonido y sus cualidadesCuando se produce una perturbación periódica en el aire se originan ondas sonoras longitudinales.

El sonido es una sensación auditiva producida por perturbaciones longitudinales percibidas por eloído que llega al cerebro. Cuando un cuerpo vibra, las moléculas que lo forman se propagan encírculos concéntricos a través del aire.

Cualidades:

• Intensidad. Es la fuerza con que se produce el sonido; es decir, si es fuerte o suave. En la intensidadinfluye la amplitud de las ondas, o sea la magnitud de las vibraciones; además se puede compararcon el volumen.

• Altura. Es una propiedad por medio de la cual el sonido puede clasificarse en agudo, medio y grave;constituye el tono del sonido. En el canto de los pájaros destacan los sonidos agudos, mismo quecontrasta con el rugido de un león caracterizado por sonidos graves.

• Timbre. Se le considera como el sonido característico de una voz o instrumento. De acuerdo con lasvibraciones se produce el timbre, puede ser de muy variadas formas, gracias a él se nota ladiferencia de los sonidos en las voces de varón y de mujer, en los ruidos de la naturaleza, de losautomóviles y en la melodía producida por instrumentos musicales.

• Duración. Comprende el tiempo que se escucha un sonido; éste puede ser largo o corto.

Producción de una onda sonora

Para que exista el sonido deben encontrarse dos factores: es necesaria una fuente devibración mecánica y también un medio elástico a través del cual se propague laperturbación.

El sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. Engeneral cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velocidad delsonido. También la densidad es un factor importante en la velocidad de propagación, engeneral a mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto mayor es lavelocidad de la propagación del sonido. La velocidad del sonido se relaciona con esas

magnitudes mediante:

Velocidad del sonido

La velocidad de una onda depende de la elasticidad del medio y de la inercia de suspartículas. Los materiales mas elásticos permiten mayores velocidades de onda, mientrasque los materiales mas densos retardan el movimiento ondulatorio.

Para las ondas sonoras longitudinales, la velocidad de la onda esta dada por:

*Varilla

= Donde Y es el modulo de young para el sólido y p es la densidad.

*Fluido *Sólido extendido *Gas Donde: R= constante de gases.

T= temperatura del gas.

M= masa mol. del gas.

Vibración de columnas de aireLa frecuencia de las ondas sonoras transmitidas en el aire que al resorte es idéntica a la

frecuencia del resorte vibratorio. Por lo tanto, las frecuencias posibles, o las armónicas, de lasondas sonoras producidas por un resorte vibratorio están dadas por:

Donde v es la velocidad de las ondas transversales del resorte.

El sonido también se puede producir por medio de las vibraciones longitudinales de unacolumna de aire en un tubo abierto o cerrado. Cuando se produce una onda de compresión en eltubo, el desplazamiento de las partículas de aire en el extremo cerrado debe ser 0. El aire en elextremo abierto de un tubo tiene mayor libertad de movimiento, por lo que el desplazamiento eslibre en ese extremo:

Vibración forzada y resonancia

Cuando un cuerpo que está vibrando se pone en contacto con otro, el segundo cuerpo seve forzado a vibrar con la misma frecuencia que el original, se le llama vibración forzada.

Un tubo abierto o cerrado también tiene frecuencias naturales de vibración.

Siempre que se aplican a un cuerpo una serie de impulsos periódicos de una frecuenciacasi igual a alguna de las frecuencias naturales del cuerpo, este se pone a vibrar con unaamplitud relativamente grande. A este fenómeno se le conoce como resonancia o vibraciónsimpática.

Ondas sonoras audiblesSonido audible es el que corresponde a las ondas sonoras en un intervalo de frecuencias de 20 a

20 000 Hz.

Las ondas sonoras que tienen frecuencias por debajo del intervalo audible se dominaninfrasónicas.

Las ondas sonoras que tienen frecuencias por encima del intervalo audible se llamanultrasónicas

La intensidad sonora es la potencia transferida por una onda sonora o traces de la unidad deárea normal a la dirección de la propagación.

El umbral de audición representa el patrón de la intensidad mínima para que un sonido seaaudible.

El umbral del dolor representa la intensidad máxima que el oído promedio puede registrar sinsentir dolor.

Cuando la intensidad de I₁ de un sonido es 10 veces mayor que la intensidad I₂ de otro, se diceque la relacion de intensidades es de 1 bel (B)

Tono y timbre

El efecto de la intensidad en el oído humano se manifiesta en si mismo como volumen. Engeneral, las ondas sonoras que son mas intensas son también de mayor volumen, pero el oído noes igualmente sensible a sonidos de todas las frecuencias. Por lo tanto, un sonido de alta frecuenciapuede no parecer tan alto como uno de menor frecuencia que tenga la misma intensidad.

La frecuencia de un sonido determina lo que el oído juzga como el tono del sonido. Los músicosdesignan el tono por las letras que corresponden a las notas de las teclas del piano.

Dos sonidos del mismo tono se pueden distinguir fácilmente. Se dice que esta diferencia resultade una diferencia en la calidad o timbre del sonido.

En los instrumentos, el sonido producido consiste en no solo de la fundamental. Si no tambiende varios sobretonos.

‘’La calidad de un sonido se determina por el numero y las intensidades relativas de los sobretonos presentes’’

Interferencia y pulsaciones La interferencia también se presenta en el caso de ondas sonoras longitudinales y el

principio de superposición también se les aplica a ellas.

Dos ondas que se unen podrían ser de diferentes frecuencias. Esto significa que las ondas ylos abismos no se unirían de la misma forma con cada nueva onda, ya que cada una semueve más rápidamente que la otra. Partes de la ondas interferirán constructivamente yotras, destructivamente. En la jerga musical, a esto se le conoce como pulsación . Se puedenescuchar pulsaciones cuando dos instrumentos tocan casi la misma nota, pero no sonexactas. Los músicos usan pulsaciones para afinar sus instrumentos.

Diagrama que muestra el origen de las pulsaciones. La onda C es una superposicion deondas A y B

El efecto Doppler

El efecto Doppler se refiere al cambioaparente en la frecuencia de una fuentede sonido cuando hay un movimientorelativo de la fuente y del oyente.

El origen del efecto Doppler se puededemostrar gráficamente por medio derepresentación de ondas periódicasemitidas por una fuente como círculosconcéntricos

A medida que la fuente en movimiento emite ondas sonoras, tiende aalcanzar a las ondas que viajan en la misma dirección que ella.

Cada onda sucesiva se emite desde un punto mas cercano al oyente que laonda inmediata anterior. Esto da por resultado que la distancia entre las ondassucesivas o longitud de onda sea menor que la normal.

Durante una vibración completa de la fuente estacionaria, cada onda semoverá a lo lardo de una distancia de una longitud de onda:

Bibliografía

• Paul E. Tippens

Física, conceptos y aplicaciones

Editorial McGRAW-HILL

Sexta edición

Chile, 2005

Pág. 943

http://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tornado/beat.html&lang=sp

http://support.azimadli.com/vibman-spanish/vibracinforzada1.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_sonora

http://www.oocities.org/mx/baldemusic/apuntes/sonido.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido