el sonido

El Sonido
El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que sepropagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal. Una Onda Longitudinal, Son aquellas en las cuales las partículas oscilan en la misma dirección en que se propaga la onda. La importancia del sonido, es que nos permite comunicarnos a través de la voz y la audición, seaplica en la medicina también para eco tomografías de ultrasonidos.
Propagación del sonido.
Ciertas características de los fluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. En general cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También ladensidad es un factor importante en la velocidad de propagación, en general a mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto mayor es la velocidad de la propagación del sonido. La velocidad del sonido se relaciona con esas magnitudes mediante:

En los gases, la temperatura influye tanto la compresibilidad como la densidad, de tal manera que el factor de importancia suele ser latemperatura misma.
Velocidad del sonido.
• El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.
• La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayorvelocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.
La velocidad del sonido en el aire se puede calcular en relación a la temperatura de la siguiente manera:

Donde:


, es la temperatura en grados Celsius.
Si la temperatura ambiente es de 15 °C, la velocidad de propagación del sonido es 340 m/s(1224 km/h ). Este valor corresponde a 1 MACH.
Valores de la rapidez del sonido en algunos materiales:
Acero: 500 m/s
Aire: 340 m/s
Agua: 1447 m/s
Agua de mar: 1500 m/s
Aluminio: 5104 m/s
Cobre: 3600 m/s
Hidrogeno: 1286 m/s
Hierro: 5930 m/s
Mercurio: 1450 m/s
Niquel: 4973 m/s
Plata: 2610 m/s
Plomo: 1300 m/s
Vidrio: 5260 m/s

Ejercicios:
1- Calcular la longitud de onda180s–1, sise propaga en el aire a la temperatura de 30°C.

Conociendo la temperatura se puede calcular la velocidad mediante la expresión:
V=Vo+0,6 ÷ s. °C
V=331m/s+ 0,6 m/°C. 30 °C
V= 349m/s
λ = V÷F= 349m/s ÷ 180s–1 =1.93m




2-Una onda sonora recorre en el agua 1 km en 0,69s ¿ cuál es la velocidad del sonido en el agua?
Se sabe que x= 1km= 1000m
T=0,69s
V= X÷ T= 1000m ÷ 0.69s = 1 449.27m/s
3-Una persona que está situada entre dos montañas emite un sonido, si percibe el primer eco a los dos segundos, y el siguiente a los tres segundos. ¿Cuál es la separación de las montañas?
Puesto que el tiempo que emplea la onda en ir hasta una de las montañas es el mismo que emplea para regresar hasta la persona, entonces:
t1 = 1s, t2 = 1.5s
x1 = v * t1; x2 = v * t2
x1 = 340m/s * 1s = 340mx2 = 340m/s *1.5s = 510m
Xt = 340 + 510 = 850m
4- El período de una onda es 0,75s. y su longitud de onda es 1,50 m ¿ Cual es la velocidad de propagación?
T= 0,75 s
Λ = 1,50m
V=?
Solución:
V= λ. F
V= 2m. 10osc/s= 20m/s.



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